納米SiO2-玻璃微珠改性UHMWPE復(fù)合材料空蝕特性研究.pdf

1、水力機(jī)械過(guò)流部件的空蝕破壞歷來(lái)為人們所廣泛關(guān)注，我國(guó)西南河流流經(jīng)喀什特地貌地區(qū)，流速高且水流中攜帶大量的氣泡，當(dāng)水流通過(guò)水輪機(jī)過(guò)流部件時(shí)造成嚴(yán)重的空蝕磨損，研究和開發(fā)新型抗空蝕材料一直是人們尋求解決水力機(jī)械空蝕的主要途徑。
　　本論文設(shè)計(jì)了納米SiO2/玻璃微珠/超高分子量聚乙烯(UHMWPE)復(fù)合材料體系，并通過(guò)壓制燒結(jié)工藝制備出復(fù)合材料，考察了復(fù)合材料的硬度、沖擊韌性、彈性模量和摩擦學(xué)性能，研究了復(fù)合材料的空蝕性能和空蝕機(jī)理，

2、以此為基礎(chǔ)進(jìn)一步分析了材料空蝕率與材料主要機(jī)械性能的相關(guān)性。主要結(jié)論如下:
　　1、改性后的納米SiO2和玻璃微珠在UHMWPE基體具有良好的分散性，納米SiO2和玻璃微珠的加入不僅可以提高UHMWPE材料表面硬度，同時(shí)還保持著較高的沖擊韌性和彈性性能。與純UHMWPE相比，復(fù)合材料耐磨損性能更好，磨損機(jī)制主要表現(xiàn)為不同程度的粘著磨損和疲勞磨損。
　　2、相比純UHMWPE，復(fù)合材料具有更好的抗空蝕性能，其中含4％納米SiO

3、2和6％玻璃微珠組分的復(fù)合材料抗空蝕性能顯著提高，這可解釋為納米SiO2和玻璃微珠的加入使得空蝕裂紋的擴(kuò)展受阻和鈍化，提高了熱傳導(dǎo)性能，使空蝕時(shí)的沖擊能量能快速傳遞開來(lái)，產(chǎn)生的熱量被迅速帶走。
　　3、納米SiO2和玻璃微珠填充的UHMWPE復(fù)合材料空蝕損傷機(jī)理主要是由于氣泡潰滅產(chǎn)生高速?zèng)_擊波或微射流使材料表面產(chǎn)生塑性變形和孔洞，進(jìn)而裂紋萌生、擴(kuò)展導(dǎo)致材料剝落。
　　4、復(fù)合材料抗空蝕性能與其機(jī)械性能密切相關(guān)，通過(guò)擬合，制備