含鐵磁性填料的聚合物復(fù)合材料摩擦磁化對摩擦轉(zhuǎn)移的作用機(jī)理研究.pdf

1、摩擦磨損過程中通常伴隨著一系列物理、化學(xué)效應(yīng)，而這些效應(yīng)對材料轉(zhuǎn)移及摩擦過程都有重要影響。本文選用鐵磁性Ni粉顆粒為填料、PTFE為基體，主要研究Ni/PTFE復(fù)合材料與45鋼摩擦磨損過程中通過摩擦作用誘導(dǎo)產(chǎn)生的磁化現(xiàn)象及其影響因素，提出了量化測量轉(zhuǎn)移膜形態(tài)的方法，并將轉(zhuǎn)移膜形態(tài)與復(fù)合材料的摩擦學(xué)性能進(jìn)行關(guān)聯(lián)。采用3D激光掃描顯微鏡分析了不同工況下45鋼摩擦表面形成轉(zhuǎn)移膜的三維形貌，用SEM和能譜儀(EDS)分析了轉(zhuǎn)移膜的微觀形貌和轉(zhuǎn)移

2、膜的成分，并分析了轉(zhuǎn)移膜的減摩耐磨機(jī)理。通過對摩擦磁化與摩擦轉(zhuǎn)移和摩擦學(xué)性能關(guān)系的分析，以期獲得形成高質(zhì)量轉(zhuǎn)移膜的合適條件，為實現(xiàn)對聚合物復(fù)合材料摩擦學(xué)性能的主動控制提供了一個新途徑。
　　在本論文的實驗條件范圍內(nèi)，得到如下主要結(jié)論:
　　1.復(fù)合材料平均摩擦磁化強(qiáng)度隨著填料Ni粉粒徑的增大而增強(qiáng);復(fù)合材料平均摩擦磁化強(qiáng)度隨著填料Ni粉含量的增加而逐漸變大;隨著滑動速度的增加，摩擦誘導(dǎo)磁感應(yīng)強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)，并且在高速條件下摩擦

3、磁化強(qiáng)度增加較快;復(fù)合材料平均摩擦磁化強(qiáng)度隨著載荷的增加逐漸增加。
　　2.不同工況條件下，復(fù)合材料的摩擦系數(shù)隨時間的變化趨勢大致相同，平均摩擦系數(shù)隨著填料含量的增加而逐漸增加，復(fù)合材料的磨損體積逐漸減小;平均摩擦系數(shù)隨著填料粒徑的增加先減小后增加，復(fù)合材料的磨損體積略有增加;滑動速度對復(fù)合材料的平均摩擦系數(shù)影響不大，滑動速度超過0.4m/s時，復(fù)合材料的磨損量較大;復(fù)合材料的平均摩擦系數(shù)隨著載荷的增加逐漸減小，復(fù)合材料的磨損體積

4、則隨著載荷的增加而增加。
　　3.轉(zhuǎn)移膜覆蓋面積隨著填料含量增加逐漸增加并且趨于穩(wěn)定，而當(dāng)填料含量過高時，轉(zhuǎn)移膜覆蓋面積會減少;轉(zhuǎn)移膜平均厚度隨著填料含量的增加逐漸減小，轉(zhuǎn)移膜平均厚度隨著填料粒徑的增大逐漸變厚，但是增加的幅度不大;摩擦表面轉(zhuǎn)移膜厚度隨著滑動速度的增加而增加，隨著載荷的增加先增加后減小，低速、輕載條件下更有利于形成摩擦學(xué)性能極好的轉(zhuǎn)移膜;越厚的轉(zhuǎn)移膜越容易脫落，耐磨性越差。
　　4.轉(zhuǎn)移膜的形成與表面磨削方向

5、有關(guān):當(dāng)滑動方向平行于磨削方向時，在不同摩擦條件下都沒有形成連續(xù)均勻的轉(zhuǎn)移膜;當(dāng)滑動方向垂直于磨削方向時，形成的轉(zhuǎn)移膜連續(xù)性較好。
　　5.聚合物復(fù)合材料受到對偶金屬表面微凸體的切削作用，在摩擦表面的局部接觸點形成轉(zhuǎn)移膜的核心。摩擦磁化作用有利于核心的增多。隨著摩擦?xí)r間的延長，轉(zhuǎn)移膜逐漸連續(xù)，均勻地覆蓋在摩擦表面，改變了摩擦副的接觸形式。
　　6.摩擦磨損過程中產(chǎn)生的摩擦磁化作用能夠促進(jìn)磁化的磨屑顆粒向?qū)ε济孓D(zhuǎn)移并牢固吸附在