纺织材料的摩擦特性研究与应用

第３１卷第２期　２００８年３Ｈ　非金属矿　ＮＯｉｌ—Ｍｅｔａｌｌｉｃ　Ｍｉｎｅｓ　Ｖｌ０１．３１　ＮＯ．２　Ｍａｒｃｈ。２００８　石墨浸锑材料摩擦磨损特性研究　隋敏胡亚非　贺传勃　王启立　（中国矿业大学化工学院，江苏徐州２２１００８）　摘　要　用Ｏｌｙｍｐｕｓ光学显微镜、能谱仪、ｘ射线衍射仪、摩擦磨损试验机等仪器对样品ａ（ＫＣ６７０９）和ｂ（ＴＩ６３Ｄ）两种石墨浸锑材料的组　织结构、力学性能以及摩擦磨损性能进行对比试验研究　结果表明，样品ｂ浸入相熔融锑形态清晰，大小分布均匀．孔状结构较明显；同时样品　ｂ也能较快形成润滑膜．而且绝对磨损量小　因此，样品ｂ已达到或超过了样品ａ的各项指标．　而且耐磨性好．可广泛用作有杂质颗粒介质的高　硬度、高抗磨轴承和机械密封。　关键词　浸锑石墨浸渍　润滑膜摩擦磨损　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｏｎ　Ｆｒｉｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｗｅａｒ　Ｂｅｈａｖｉｏｕｒ　ｏｆ　Ｇｒａｐｈｉｔｅ／Ａｎｔｉｍｏｎｙ　Ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　Ｓｕｉ　Ｍｉｎ　Ｈｕ　Ｙａｆｅｉ　Ｈｅ　Ｃｈｕａｎｂｏ　Ｗａｎｇ　Ｑｉｌｉ　（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｃｈｉｎａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｍｉｎｉｎｇ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｕｚｈｏｕ，Ｊｉａｎｇｓｕ　２２　１　００８）　Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｔｈｅ　ｍｉｃｒｏｃｏｓｍｉｃ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ａｎｄ　ｆｒｉｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｗｅａｒ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ａｒｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄ　ｂｙ　ｏｐｔｉｃｓ　ｍｉｃｒｏａｎａｌｙｓｉｓ、ＥＤＸ、　ＸＲＤ、ｆｒｉｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｗｅａｒ　ｍａｃｈｉｎｅ　ｂｅｔｗｅｅｎ　ｔｈｅ　ｓａｍｐｌｅ　ａ（ＫＣ６７０９）ａｎｄ　ｓａｍｐｌｅ　ｂ（Ｔ　Ｉ　６３Ｄ）ｉｎ　ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｉｎｄｉｃａｔｅ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｍｅｌｔ　ａｎｔｉｍｏｎｙ　ｉｎ　ｓａｍｐｌｅ　ｂ　ｉｓ　ｖｅｒｙ　ｃｌｅａｒ，ｐｒｅｓｅｎｔｓ　ａ　ｍｏｒｅ　ｈｏｍｏｇｅｎｏｕｓ　ｓｉｚｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｏｂｖｉｏｕｓ　ｏｆ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　Ａｔ　ｔｈｅ　ｓａｍｅ　ｔｉｍｅ，ｔｈｅ　Ｔ　１　６３Ｄ　ｗｉｔｈ　ｇｏｏｄ　ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｃａｎ　ｆｏｒｍ　ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ　ｆｉｌｍ　ｑｕｉｃｋｌｙ，ｉｔ’Ｓ　ａｂｓｏｌｕｔｅ　ｗｅａｒｉｎｇ　ｍａｓｓ　ｉｓ　ｌｏｗ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｓｏｍｅ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ｔ　Ｉ　６３Ｄ　ｈａｖｅ　ａｌｒｅａｄｙ　ｒｅａｃｈｅｄ　ＯＦ　ｓｕｒｐａｓｓｅｄ　ｔｈｅ　ｓａｍｐｌｅ　ａ，　ａｎｄ　ｉｔ　ｐｅｒｔｂｒｍｓ　ｅｘｃｅｌｌｅｎｔ　ｗｅａｒ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ．Ｓｏ　ｉｔ　ｃａｎ　ｂｅ　ｗｉｄｅ１），ｕｓｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｆｉｅｌｄ　ｏｆｂｅａｒｉｎｇ　ａｎｄ　ｍｅｃｈａｎｉｃ　ｓｅａｌｉｎｇ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　ｇｒａｐｈｉｔｅ／ａｎｔｉｍｏｎｙ　ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ　ｉｎｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ　ｌｕｂｒｉｃａｔｉｏｎ　ｆｉｌｍ　ｆｒｉｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｗｅａｒ　Ｂｅｈａｖｉｏｕｒ　石墨材料因其特殊的原子结构使其具有耐高　温、导热性、自润滑性、可塑性以及化学稳定性等优　良性能，兼有金属、非金属以及有机塑料的特性…，　被称为半金属口Ｉ，在很多领域获得广泛应用Ｄ－３１。　石墨制品属于多孔材料，由于颗粒间有一定的孔　隙以及焙烧后沥青以挥发物质逸出，使得总气孔率可　达到２００／＇￣３０％【３Ｉ。大量气孔存在，必然会对制品性能　产生影响，制品体积密度下降、机械强度减小，同时使　气体和液体渗透，不能满足正常工作要求。因此，必　须通过浸渍处理，降低多孔石墨材料的渗透率【４Ｉ。　用锑作浸渍剂得到的浸锑石墨材料适应于水、　盐酸、浓碱等介质，其耐冲击，在高速、高压、重载下　磨损小，抗氧化性能好；同时，浸锑石墨材料密度小，　膨胀系数低，耐磨性好，是目前国内外应用最为广泛　的密封摩擦副材料　－６Ｉ。　本试验对国内外两种浸锑石墨制品的性能进行　了详细的对比研究。　１试验　１．１　试样制备试样ａ，国外某公司生产的石墨浸　锑材料，牌号为ＫＣ６７０９。试样ｂ，成都封润科技有　收稿日期：２００７．Ｉ２．２ｌ　基金项目：中国矿业大学科技基金项目（２００６Ａ０２Ｉ】　限责任公司Ｔ１６３Ｄ产品，采用粉料制备＿＋等静压　压制＿＋烧结＿＋浸渍煤沥青叶二次烧结＿＋高温处理　叶浸渍等工艺流程制备，将常规工艺流程中的模压　压制改变为等静压压制，并将压制压力由原来的　９８．０７ＭＰａ提高到１９６．１４ＭＰａ，此法提高了压坯密度，　能得到各向同性结构的制品。　１．２　组织结构分析在ＰＭＧ３型Ｏｌｙｍｐｕｓ光学显　微镜下进行组织观察。从石墨浸锑材料上取一小块　试样，分别用３６０目、５００目、１２００目金相砂纸粗磨，　金刚石抛光膏抛光，４％的硝酸酒精腐蚀。　用日本理学（Ｒｉｇａｋｕ）公司Ｄ／Ｍａｘ－３Ｂ型ｘ射　线衍射仪测试。测试条件为：Ｃｕ靶，Ｋａ辐射，石墨　弯晶单色器。狭缝系统，ＤＳ（发散狭缝），１　；ＲＳ（接　受狭缝），１。；ＳＳ（防散射狭缝），０．１　５ｍｍ；ＲＳＭ（单　色器狭缝），０．６　；Ｘ射线管电压，３５ｋＶ；Ｘ射线管电　流，３０ｍＡ；连续扫描，扫描速度，３　／ｍｉｎ；采样间隔，　０．０２。。利用粉末衍射联合会国际数据中心（ＪＣＰＤＳ－　ＩＣＤＤ）提供的各种物质标准粉末衍射资料（ＰＤＦ），　并按照标准分析方法进行对照分析。　采用英国￥２５０Ｍｋ３扫描电镜，所带ＡＮ１００００能　谱仪进行成分分析。试验条件为：激发电压１５ｋＶ；　束流０．２４ｍＡ；采集时间１ＯＯｓ；工作距离２０ｍｍ；定量　。６６－

第２２卷第３期　２００２年５月　摩擦学学报　

ＴＲＩＢＯＬＯＧＹ　ＶＯｌ　２２，ＮＯ　３　Ｍａｙ，２００２　

聚四氟乙烯纤维织物耐磨材料的摩擦学特性研究　

任忠海　，王庆华ｈ　，武中德ｈ。，王黎钦　，齐毓霖　

（１．哈尔滨工业大学机电工程学院，黑龙江哈尔滨１５０００１；２．哈尔滨飞机公司军代表处，黑龙江哈尔滨１５００４０；　

３．哈尔滨大电机研究所电机室，黑龙江哈尔滨１５００４０）　

摘要：采用ＭＰＸ一２００型、ＭＭ一２００型摩擦磨损试验机和往复摆动磨损试验机考察了聚四氟乙烯纤维织物耐磨材料的　

摩擦学特性，比较了不同聚四氟乙烯纤维含量的织物的磨损性能，考察了材料在不同使用条件下的摩擦特性；并基于　

磨损表面形貌分析探讨了其磨损机理．结果表明：聚四氟乙烯纤维含量越高，摩擦系数和磨损量越小；按航空标准，经　

过２５　０００次往复摆动磨损试验，粘结聚四氟乙烯纤维织物衬套的磨损深度小于０．１５　ｍｍ．　

关键词：聚四氟乙烯纤维；耐磨材料；摩擦学特性　中图分类号：ＴＱ３４２　．７１１　文章标识码：Ａ　文章编号：１００４—０５９５（２００２）０３—０１９３—０４　

聚四氟乙烯（ＰＴＦＥ）及其复合材料作为自润滑　

材料已经得到广泛应用，但其强度和耐磨性较差，限　

制了其应用口ｑ］．ＰＴＦＥ纤维及芳纶纤维织物作为自　

润滑材料的强度和耐磨性明显提高［４　］．纤维织物耐　

磨材料是以ＰＴＦＥ纤维织物作为表面层，金属或非　

金属材料为基体，通过粘接形成的一种自润滑材料，　

其承载能力高，摩擦系数低，耐磨寿命长，适用于制作　

衬套和护环瓦等受力零部件的摩擦面材料．本文作者　

采用ＭＰＸ一２０型和ＭＭ一２００型试验机以及摆动磨损　

应用试验机研究了ＰＴＦＥ纤维织物耐磨材料的摩擦　

学特性．　

１实验部分　

１．１　ＰＴＦＥ纤维织物的结构和试样　

ＰＴＦＥ纤维织物的结构如图１所示，其规格性能　

见表１．试样基体用６００＂水砂纸打磨至Ｒ。一０．１　ｐ．ｍ，　

用丙酮清洗，然后放入恒温干燥箱中，在恒温１８５℃　

棉布的摩擦系数

全文共四篇示例，供读者参考

第一篇示例：

棉布是一种常见的纺织品材料，被广泛用于衣物、家居用品等领域。在使用过程中，我们常常会遇到摩擦现象，而摩擦系数则是描述材料摩擦性能的重要参数之一。本文将重点介绍棉布的摩擦系数，探讨其与不同因素的关系，以及对实际生活和工业生产的影响。

我们来了解一下什么是摩擦系数。摩擦系数是指两个物体在接触并相对运动时受到的摩擦力与接触力之比。在实际应用中，摩擦系数可以帮助我们了解材料的摩擦性能，从而选择合适的材料用于特定的场合。对于棉布这种常见的纺织品材料来说，其摩擦系数也是一个很重要的参数。

棉布的摩擦系数受到多种因素的影响，其中最主要的因素包括材料表面的粗糙度、湿润程度和温度等。首先是材料表面的粗糙度。一般来说，表面越粗糙的材料，摩擦系数就越大。而棉布的表面通常比较光滑，所以其摩擦系数相对较低。其次是湿润程度。湿润的表面摩擦系数通常要高于干燥的表面，而棉布在潮湿的情况下摩擦系数可能会有所增加。最后是温度的影响。温度越高，摩擦系数通常会越低，这是因为高温下材料表面的分子会更加活跃，减少了摩擦力。 在实际生活中，棉布的摩擦系数对我们的衣物舒适度、耐磨性以及清洁等方面都有一定影响。首先是舒适度。如果衣物的摩擦系数过高，穿起来会感觉不舒适，容易引起皮肤不适。而棉布本身摩擦系数相对较低，穿起来比较柔软舒适。其次是耐磨性。摩擦系数较大的材料容易磨损，而摩擦系数较低的棉布相对比较耐用。最后是清洁方面。摩擦系数较大的面料容易吸附灰尘和污垢，而摩擦系数较小的棉布相对容易清洁。

在工业生产中，棉布的摩擦系数也是一个重要的参数。比如在纺织品印染过程中，摩擦系数会影响染料的渗透性和印染效果。在纺织品耐磨性测试中，也会考虑到棉布的摩擦系数，以评估其耐用性。了解棉布的摩擦系数对于优化生产过程、提高产品品质都具有重要意义。

第二篇示例：

棉布是一种常见的纺织材料，其广泛应用于服装、家居用品以及工业产品中。而在实际应用中，我们常常会遇到棉布和其他材料之间的摩擦现象。摩擦系数是描述两种材料之间摩擦力大小的物理量，对于棉布的摩擦系数的研究对于我们更好地了解和利用棉布材料具有重要意义。

２００７年第６期　纺织科技进展　・　２３　・　

用圆盘法测试织物表面摩擦性能的研究　

任建，王正伟　

（东华大学纺织学院，上海２０１６２０）　

摘要：设计了一种圆盘法来检测织物的表面摩擦性能，样品采用圆周运动方式，得到的摩擦曲线图很好地反映了织　

物的各向异性特征；经小波变换处理后，实验结果与ＫＥＳ实验情况有很好的相关性。　

关键词：织物表面；摩擦性能；圆盘法．，Ｊ、波　

中图分类号：ＴＳ１９７　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７３－－０３５６（２００７）０６—００２３—０２　

对服饰用产品通过手感来衡量其品质优劣，已成为消费者　

确定产品档次和价位的决定性因素之一ｌ＿ｌＪ。而影响手感的一大　

主要因素就是织物的表面摩擦性能，因此在手感的客观评价中　

织物的表面摩擦性能是必不可少的内容。目前，在测试织物表　

面摩擦特性的方法中，最有影响力的是日本川端季雄ＫＥＳ系统　

的ＦＢ－４表面测试仪　］，它用两个不同的细钢丝摩擦头（摩擦子　

和矩形环）分别测试织物的表面摩擦系数和表面粗糙度，以综合　

表征织物的表面性能。由于纺织品的各向异性特征，ＫＥＳ需要　

分别测量织物经纬方向上的表面性能，且考虑到纱线捻向和纺　

织材料的一些固有特性（如纤维表面的鳞片等），使得织物表面　

正逆方向上的摩擦性能也会产生差异。因此对同一样品，ＫＥＳ　

需要做４次实验，且只能测织物经纬向上的表面性能参数，难以　

反映织物的总体表面性能。对此，设计了一种新型的圆盘测试　

法系统，以优化织物的表面摩擦性能检测。　

１　圆盘测试法的实现　

１．１实验装置　

实验装置示意图如图１所示，将样品固定在圆形试样台１　

上，样品随着试样台在步进电机的传动下匀速旋转。低频信号　

发生器与步进电机相连，用来改变电机的旋转频率，从而可相应　

改变样品的运动速度。摩擦头２自由套在与荷重传感器３相连　

的钢棒上，钢棒保持竖直放置，摩擦头自由下落，以其自身重力　

作为施加到织物上的正压力，从而确保试验过程中正压力始终