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PTFE复合材料的摩擦磨损性能研究

2007年7月

第32卷第7期

润滑与密封

LUBRICATIONENGINEERING

July2007

V01.32No.7P11FE复合材料的摩擦磨损性能研究4

路琴何春霞

(南京农业大学工学院江苏南京210031)

摘要:用机械共混、冷压成型烧结的方法制备了纳米si0:/石墨/玻璃纤维/PTFE复合材料试样。用MM-200型磨损试验机测试了在干摩擦条件下不同载荷时各试样的摩擦磨损性能;用扫描电镜对磨损后试件表面进行观察和分析。研究结果表明:纳米si0:和玻璃纤维有效提高了frI曰£的承载能力,石墨的加入起到了减小摩擦的作用;在本试验条件下,在摩擦过程中三元混合填充PIHl复合材料在偶件表面形成了转移膜,减少了复合材料与偶件的直接接触,因而表现出优异的抗磨性。

关键词:唧;复合材料;摩擦磨损性能

中图分类号:7rB33;THll7.1文献标识码:A文章编号:0254一叭50(2007)7一094—3

InVestigationontheFrictionand

WearPropertiesofPTFEComposit色

LuQinHeChunxia

(College0fEngineering,NanjingA酣cultumlUniversity,NanjingJiaIlgsu21003l,China)Abstnct:ThecompositesofPrFEfilleddif&rentmassfhctionofnaJlo—si02,g。印hiteandglassfiberwerepreparedbyInech锄ical,compressingmoldandsinteIing.Undertheconditionofdry如ction,diff毛rentloadandinslidingagainst45。steelrin祭,thewearpropeItiesof盯FEc咖positeswerestudiedon锄MM.200weartester.Themctionalsurf如esofthecompositeswere

ex蛐inedbylneallsofSEM.Theresultsshowthatthe盯FEcompositesfiHed诵thnano.siO,,91assfiber锄dgraphiteexhibithigllload—ca玎啊ngcapacityandantiwearbehaviorunderthepmposedexperiInentalconditions.net瑚msferlilmisfbrmedinthe454steelsurface,whichreducest}ledirectcontactof胛FEcompositesand45’steelringsanddecI℃鹅esthewear.

KeyWords:PrFE;c伽posite;协ction舳dw℃arbehavior

聚四氟乙烯(IyI阿)是一种具有极低摩擦因数、耐腐蚀性能优越的自润滑材料,被广泛应用于航空航天及国防工业领域。但是其耐磨性较差,为了更有效地利用PrFE的滑动特性,更好地发挥其无油润滑、密封性能,大量的无机粒子和纤维材料被用来作为聚合物的改性填料。许多研究表明¨“o,不同种类的填料对PTFE复合材料的摩擦学性能的影响有着很大的差别,因此填料的选择及其作用机制一直得到摩擦学研究者的普遍重视。本文作者用纳米sio:、石墨、玻璃纤维等作为阿E的改性剂,制备了唧复合材

料,研究不同改性剂对其摩擦磨损性能的影响。

l试验部分

1.1原材料

聚四氟乙烯:粒径20~30“m,济南化工厂生产;

纳米SiO::20~40nm,KH-550处理,南京海泰}基金项目:江苏省自然科学基金资助项目(Bl(2004103);江苏省农机局基金项目(G)【2渊).

收稿日期:2007—02—09

作者简介:路琴(1972~),女,在读博士生,讲师,主要从事非金属材料的研究.E-mail:luqin@njau.edu.cIL纳米材料有限公司生产;

石墨:1.5~30斗m,锦州斌宏隆塑料有限公司生产;

玻璃纤维:南京玻璃纤维研究设计院生产。1.2试样制备

盯FE及其复合材料试样由南京玻璃纤维研究设计院制备,工艺流程如下:

盯FE+填料_搅拌机混合一预冷压成型_+烧结成型一毛坯制品叶机加工_+打磨一清洗_试样在本试验中,对于材料的选择,作了如下考虑:

(1)根据表面化学理论,基体材料的粒度越细,比表面积越大,其吸附能力越强,越容易与相应的填料均匀混合成稳定的混合物。所以本试验选用了颗粒较为细小的PTFE悬浮粉。

(2)siO:是一种硬质化学惰性材料,具有高能表面,且易于用偶联剂处理,是一种被广泛应用于聚合物填充改性的无机填料。

(3)石墨是一种理想的润滑材料。石墨填充阿E可以改善制品的物理力学性能,改善其耐磨性、导热性和导电性。石墨填充P1盹的制品,虽然可保持和提高PrrFE的一些性能,但强度下降很大。为了

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