不同填料在聚合物摩擦轉(zhuǎn)移中的作用.pdf

1、聚合物基復(fù)合材料在工程材料領(lǐng)域得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，其中涉及摩擦學(xué)的應(yīng)用最多。聚合物基復(fù)合材料在摩擦過(guò)程中常發(fā)生摩擦轉(zhuǎn)移并在對(duì)偶件表面形成轉(zhuǎn)移膜，這對(duì)聚合物基復(fù)合材料的摩擦學(xué)特性起著決定性的作用。轉(zhuǎn)移膜的形成受摩擦工況條件、對(duì)偶件表面形貌、填料的種類和含量等影響。因此，論文選用PTFE作為基體材料和Al2O3、ZnO、SiO2、Gr、TiC、SiC為填料制備的復(fù)合材料為研究對(duì)象，從填料含量、載荷、速度、對(duì)偶件表面紋理方向等方面研究了復(fù)

2、合材料在對(duì)偶件表面形成的轉(zhuǎn)移膜。運(yùn)用光學(xué)顯微鏡、SEM等觀察分析PTFE基復(fù)合材料在摩擦過(guò)程中轉(zhuǎn)移膜的形態(tài)特征；通過(guò)納米壓痕法和納米劃痕法考察了轉(zhuǎn)移膜的力學(xué)性能。研究結(jié)果表明：
　　(1)本實(shí)驗(yàn)條件下，六種填料中SiO2和TiC的填充效果最好，形成的轉(zhuǎn)移膜較好。SiO2/PTFE和TiC/PTFE復(fù)合材料所形成的轉(zhuǎn)移膜都具有隨著填料含量的增加逐漸變好，當(dāng)達(dá)到最佳含量后又開(kāi)始變差的趨勢(shì)，并且TiC/PTFE復(fù)合材料形成的轉(zhuǎn)移膜要比S

3、iO2/PTFE復(fù)合材料的厚。SiO2和TiC的最佳含量都是10%，此時(shí)的復(fù)合材料具有較好的摩擦磨損性能，生產(chǎn)的轉(zhuǎn)移膜也較為均勻、致密、光滑而平整。
　　(2)載荷對(duì)復(fù)合材料的轉(zhuǎn)移膜有著重要的影響，適當(dāng)?shù)妮d荷能夠促進(jìn)轉(zhuǎn)移膜的形成。隨著載荷的增加，復(fù)合材料的轉(zhuǎn)移膜變的逐漸連續(xù)、均勻、致密。本實(shí)驗(yàn)條件下，SiO2/PTFE和TiC/PTFE復(fù)合材料的最佳載荷都是471N左右。
　　(3)速度對(duì)轉(zhuǎn)移膜的形成也有一定的影響，PTFE

4、基復(fù)合材料形成的轉(zhuǎn)移膜的最佳狀態(tài)對(duì)應(yīng)著一個(gè)合適的速度，當(dāng)然不同的PTFE基復(fù)合材料可能對(duì)應(yīng)著不同的最佳速度。例如，本實(shí)驗(yàn)條件下，SiO2/PTFE復(fù)合材料的最佳速度是0.1062 m/s，而TiC/PTFE復(fù)合材料的是0.1327 m/s。
　　(4)不同紋理方向的對(duì)偶面所形成的轉(zhuǎn)移膜的表面形貌有著明顯的不同。0°方向?qū)?yīng)的轉(zhuǎn)移膜相對(duì)均勻和連續(xù)但轉(zhuǎn)移膜較薄，45°方向?qū)?yīng)的轉(zhuǎn)移膜比較完整且比0°的厚，而90°方向?qū)?yīng)的轉(zhuǎn)移膜均勻性

5、和連續(xù)性是三種紋理方向中最差的。
　　(5)SiO2/PTFE復(fù)合材料轉(zhuǎn)移膜的納米硬度和彈性模量都高于Al2O3/PTFE復(fù)合材料轉(zhuǎn)移膜的數(shù)值，即SiO2/PTFE復(fù)合材料轉(zhuǎn)移膜的力學(xué)性能比Al2O3/PTFE復(fù)合材料轉(zhuǎn)移膜的要好。SiO2/PTFE復(fù)合材料形成的轉(zhuǎn)移膜比Al2O3/PTFE復(fù)合材料形成的轉(zhuǎn)移膜要??；同時(shí)SiO2/PTFE復(fù)合材料轉(zhuǎn)移膜的界面結(jié)合強(qiáng)度大于Al2O3/PTFE復(fù)合材料轉(zhuǎn)移膜的界面結(jié)合強(qiáng)度。PTFE基復(fù)