聚四氟乙烯及其石墨和MoS_2填充复合材料的摩擦学性能研究

#专题综述!填充材料对聚四氟乙烯基复合材料摩擦学特性的影响陈　刚,焦明华,解　挺,俞建卫(合肥工业大学　摩擦学研究所,合肥　230009)摘要:聚四氟乙烯基复合材料是重要的自润滑材料,应用广泛。

根据填充材料的类别不同对聚四氟乙烯基复合材料进行了合理地分类,并阐述了不同填料对聚四氟乙烯基复合材料摩擦学特性的影响,分析和比较了不同填料的减摩抗磨机理,对于聚四氟乙烯基复合材料的科学研究和工程应用具有一定的借鉴和指导意义。

关键词:聚四氟乙烯;复合材料;填充材料;摩擦;磨损中图分类号:T H133.31;T Q325.4;T Q327 文献标志码:B 文章编号:1000-3762(2007)10-0042-04Effects of F illers on the Tr i bolog i ca l Properti es ofPolytetrafluoroethylene Ba sed Co m positesCHEN Gang,J I A O M ing-hua,X I E Ting,Y U J ian-wei(I nstitute of Tribol ogy,Hefei University of Technol ohy,Hefei230009,China)Abstract:The polytetrafluor oethylene(PTFE)based composites,as significant self2lubricating materials,have been widely used,and they are one of the hottest research fields in poly mer composites.I n this paper,the PTFE based com2 posites were classified reas onably int o several types according t o the s orts of fillers.The effects of different fillers on the tribol ogical p r operties of PTFE composites were syste matically p resented,mean while,the anti2fricti on and anti2wear mechanis m s of different fillers were als o analyzed and compared in detail,which are good references and of great guid2 ance significance for the reseach and engineering app licati on of PTFE composites.Key words:Polytetrafluor oethylene;composite;filler;fricti on;wear 聚四氟乙烯(polytetrafluor oethylene,简称PTFE)是一种性能卓越的工程塑料,在摩擦学材料领域是应用最为广泛的高分子材料之一。

《二硫化钼微纳复合物的制备及摩擦学性能研究》一、引言随着现代工业的快速发展，摩擦学性能的研究显得尤为重要。

二硫化钼（MoS2）作为一种具有优异摩擦学性能的材料，在润滑、减磨等方面具有广泛的应用前景。

然而，二硫化钼的力学性能和化学稳定性仍有待提高。

因此，本研究旨在通过制备二硫化钼微纳复合物，提高其力学性能和化学稳定性，并对其摩擦学性能进行深入研究。

二、二硫化钼微纳复合物的制备1. 材料与设备本实验所使用的材料包括钼粉、硫粉、有机溶剂等。

设备包括高温炉、球磨机、离心机等。

2. 制备方法首先，将钼粉和硫粉按照一定比例混合，置于高温炉中进行硫化反应，得到二硫化钼。

然后，将二硫化钼与纳米级增强材料进行复合，通过球磨机进行混合和研磨，最后通过离心机进行分离和清洗，得到二硫化钼微纳复合物。

三、微纳复合物的结构与性能表征1. 结构分析通过X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对二硫化钼微纳复合物的结构进行分析，结果表明，微纳复合物具有较好的结晶度和均匀的纳米颗粒分布。

2. 性能表征通过硬度测试、拉伸试验和热稳定性测试等方法对二硫化钼微纳复合物的力学性能和化学稳定性进行表征。

结果表明，微纳复合物具有较高的硬度和拉伸强度，同时具有良好的热稳定性。

四、摩擦学性能研究1. 实验方法采用球-盘式摩擦试验机对二硫化钼微纳复合物的摩擦学性能进行测试。

通过改变载荷、转速和滑动距离等参数，研究微纳复合物在不同条件下的摩擦系数和磨损率。

2. 结果与讨论实验结果表明，二硫化钼微纳复合物具有较低的摩擦系数和磨损率。

在较高载荷和转速条件下，微纳复合物的摩擦学性能更为优异。

此外，纳米增强材料的加入进一步提高了二硫化钼的力学性能和化学稳定性，从而提高了其摩擦学性能。

通过对摩擦表面的分析，发现微纳复合物在摩擦过程中形成了具有润滑作用的转移膜，有效降低了摩擦系数和磨损率。

五、结论本研究成功制备了二硫化钼微纳复合物，并通过结构分析和性能表征证明了其良好的结晶度、均匀的纳米颗粒分布、较高的硬度和拉伸强度以及良好的热稳定性。

聚四氟乙烯纳米复合材料的制备及其力学和摩擦学性能汪海风;徐意;申乾宏;樊先平;罗仲宽;杨辉【摘要】以添加表面活性剂的水为溶剂，采用溶剂混合法制备纳米 Al2 O3填充聚四氟乙烯（PTFE）复合材料，研究其力学性能和摩擦学性能，并与乙醇中分别制备纳米 Al2 O3填充 PTFE 复合材料进行比较。

结果表明：在相同 Al2 O3填充比例下，水中制备的复合材料的拉伸强度和硬度要低于乙醇中制备的复合材料，而断裂伸长率却要高于乙醇中制备的复合材料。

在200 N 和干摩擦条件下，当纳米Al2 O3质量分数为1％～5％时，水中制备的复合材料的磨耗量要低于乙醇中制备的复合材料，并较纯 PTFE 磨耗量下降了1～2个数量级；且水中制备的复合材料的摩擦因数也要低于乙醇中制备的复合材料。

复合材料磨痕处 SEM显示复合材料的磨损机制为黏着磨损和磨粒磨损。

%Nanometer Al2 O3 filled PTFE composites were prepared in water containing surfactant and in ethanol,and their mechanical and tribological properties were investigated,respectively.The results show that the composites prepared in water exhibit lower tensile strength,lower hardness and higher elongation at break than that of composites prepared in ethanol at the same Al2 O3 contents.Under dry sliding condition of 200 N,the wear mass loss of the composites prepared in water,1 ~2 orders of magnitude lower than that of pure PTFE,is lower than that of the composites prepared in ethanol with Al2 O3 content in 1% ~5 %,and the friction coefficient of the composites prepared in water is also lower than that of the composites prepared in ethanol.The SEManalysis of the worn surfaces of the composites shows the wear mechanism of PT-FE composites is adhesive wear and abrasive wear.【期刊名称】《润滑与密封》【年(卷),期】2013(000)010【总页数】4页(P21-24)【关键词】聚四氟乙烯;纳米Al2O3;拉伸强度;断裂伸长率;磨耗量;摩擦因数【作者】汪海风;徐意;申乾宏;樊先平;罗仲宽;杨辉【作者单位】浙江大学浙江加州国际纳米技术研究院浙江杭州 310029;浙江大学浙江加州国际纳米技术研究院浙江杭州 310029;浙江大学材料科学与工程学系浙江杭州 310027;浙江大学材料科学与工程学系浙江杭州 310027;浙江大学材料科学与工程学系浙江杭州 310027;浙江大学浙江加州国际纳米技术研究院浙江杭州310029; 浙江大学材料科学与工程学系浙江杭州 310027【正文语种】中文【中图分类】TH117.1聚四氟乙烯 (PTFE)具有优异的耐高低温、耐腐蚀、耐老化、不黏等性能，已广泛应用于航空航天、石油化工、机械电子等领域。

目录中文摘要 (1)英文摘要 (2)第一章绪论 (3)1.1 自润滑复合材料的研究及应用 (3)1.2 自润滑复合材料的类型 (3)1.3 自润滑复合材料及其摩擦学研究现状 (5)1.4 PTFE基三层复合材料的研究及应用 (5)1.5本论文研究的目的及内容 (7)第二章 PTFE三层复合材料实验测试 (8)2.1 实验装置 (8)2.2 实验条件 (9)2.3 实验小结 (10)第三章不同填料组合对复合材料摩擦学性能的影响 (11)3.1 三层复合材料的配方 (11)3.2 干摩擦条件下的实验结果和分析 (11)3.2.1 实验条件 (11)3.2.2 实验结果 (12)3.2.3 实验分析 (13)3.3 边界润滑条件下的实验结果和分析 (22)3.3.1 实验条件 (22)3.3.2 实验结果 (22)3.3.3 实验分析 (23)3.4 油润滑条件下的实验结果和分析 (33)3.4.1 实验条件 (33)3.4.2 实验结果 (33)3.4.3 实验分析 (34)3.5 本章小结 (43)第四章不同填料的PTFE基三层复合材料磨损机理分析 (44)4.1 不同填料加入量对磨损机理的影响 (44)4.1.1 石墨加入对磨损机理的影响 (44)加入对磨损机理的影响 (45)4.1.2 MoS24.2 填料种类对磨损机理的影响 (46)4.3 多种填料协同添加对磨损机理的影响 (47)4.4 本章小结 (49)第五章结论及展望 (50)5.1 结论 (50)5.2 展望 (50)致谢 (50)参考文献 (50)插图清单未找到图形项目表。

图4.1.2干摩擦12#和13#光学显微照错误!未定义书签。

图4.2 干摩擦22#和23#光学显微照 .................................... 错误!未定义书签。

图4.3 干摩擦10#，12#和14#光学显微照 (49)表格清单未找到图形项目表。

高阳, 刘思思, 廖君慧, 赵鼎元, 刘金刚. 改性碳纤维-MoS 2复合涂层的高温摩擦学性能研究[J]. 摩擦学学报（中英文）, 2024,44(4): 482−493. GAO Yang, LIU Sisi, LIAO Junhui, ZHAO Dingyuan, LIU Jingang. High Temperature Tribological Properties of Modified CF in MoS 2 Composite Coating[J]. Tribology, 2024, 44(4): 482−493. DOI: 10.16078/j.tribology.2022258改性碳纤维-MoS 2复合涂层的高温摩擦学性能研究高 阳1, 刘思思1*, 廖君慧2, 赵鼎元1, 刘金刚1(1. 湘潭大学 机械工程与力学学院，湖南 湘潭 411105;2. 湖南江滨机器(集团)有限责任公司，湖南 湘潭 411100)摘 要: 为了改善高温下固体润滑复合涂层的稳定性，选择经过化学改性的纳米碳纤维对MoS 2涂料进行性能优化，制备添加不同比例的改性粉末的涂料. 通过对粉末进行XPS 、红外和形貌分析，表明碳纤维已经改性. 借助CFT-I 型高速往复摩擦磨损试验机分别在不同温度条件下进行摩擦试验，利用超景深显微系统对不同条件涂层表面磨损的形貌进行观测，对磨损机理进行分析，探究添加量的最优比例. 试验结果表明：在试验温度分别为20、50和100 ℃时，添加质量分数1.5% CF-GO(氧化石墨烯改性碳纤维)涂料制备的涂层耐磨性能均优于其他的添加比例的涂层.在干摩擦5 N 载荷，试验温度为200 ℃时，添加质量分数1.5% CF-GO 的涂层比未改性的涂层的磨痕深度、宽度分别减少66.1%、29.2%，涂层的耐磨性能有了很大的提高，进一步采用扫描电子显微镜(SEM)分析涂层的内部形貌可知，添加质量分数1.5%的 CF-GO 时，涂层内部形成清晰的网状结构，从而使得该比例下的涂层同时具有抗高温变形、耐磨以及耐热等优异的性能.关键词: 改性碳纤维; 二硫化钼; 复合涂层; 高温变形; 摩擦学性能中图分类号: TH117.1; TG115.58文献标志码: A文章编号: 1004-0595(2024)04–0482–12High Temperature Tribological Properties of Modified CF inMoS 2 Composite CoatingGAO Yang 1, LIU Sisi 1*, LIAO Junhui 2, ZHAO Dingyuan 1, LIU Jingang1(1. School of Mechanical Engineering, Xiangtan University, Hunan Xiangtan 411105, China;2. Hunan Jiangbin Machinery (Group) Company Limited, Hunan Xiangtan 411100, China )Abstract : After the CF was acidified, the fiber surface was silanized with KH550, and the carbon fiber powder after the GO and silanized treatment was poured into DMF solution. Finally, the GO was chemically grafted on the CF surface,which was denoted as CF-GO. CF-GO was added into MoS 2 coating according to the mass fraction of 0.0%, 0.5%,1.0%, 1.5% and 2.0%, respectively, to prepare coatings of different proportions. With the help of CFT-Ⅰ high-speed reciprocating friction and wear testing machine, and other conditions unchanged, the friction and wear experiments were carried out on five kinds of coatings under different addition ratios at the matrix temperatures of 20, 50, 100 and 200 ℃,Received 8 December 2022, revised 17 May 2023, accepted 19 May 2023, available online 23 May 2023.*Corresponding author. E-mail: ***************.cn, Tel: +86-189********.This project was supported by the National Natural Science Foundation of China (52175191), Hunan Youth Science and Technology Talent Project (2022RC1133), Excellent Youth Program of Hunan Provincial Department of Education (21B0118) and Key Program of Hunan Provincial Department of Education (22A0104).国家自然科学基金项目(52175191)、湖南省青年科技人才项目(2022RC1133)、湖南省教育厅优秀青年项目(21B0118)和湖南省教育厅重点项目(22A0104)资助.第 44 卷 第 4 期摩擦学学报（中英文）Vol 44 No 42024 年 4 月TribologyApr, 2024respectively. Meanwhile, the surface wear morphology data of the coatings under different conditions were observed by the ultra-depth of field microscopic system. The wear mechanism of the coating was further analyzed by SEM, and the influence of temperature and the proportion of modified powder on the wear resistance and heat resistance of the coating was explored. The experimental results showed that: after infrared analysis of modified powder CF-GO, it was found that a secondary amide N-H characteristic peak appeared at 3 243 cm−1 on its surface, which was the amidation reaction between the amino group on the surface of carbon fiber after silanization and the carboxy group on the surface of GO to form an amide bond. The characteristic peak of C=C appeared at 1 628 cm−1 and the characteristic peak of Si-O-C appeared at 1 125 cm−1. XPS analysis showed that CF had different types and contents of elements at different stages, because different chemical treatments would change the types and contents of elements on CF surface. Finally, scanning electron microscopy was used to observe the morphology of CF before and after modification, and it was found that compared with the original CF, sheets of GO appeared on the surface of the modified CF. All these indicated that GO had been chemically grafted on carbon fiber. After testing the binding strength of the coating at room temperature, it was found that the maximum binding strength was 14.1 MPa when 1.5% CF-GO was added. At the experimental temperatures of 20, 50 and 100 ℃, the wear resistance of the coatings prepared by adding 1.5% CF-GO coating was better than that of other coatings. Compared with the coatings without modified powder, the wear depth of the coatings decreased by 33.3%, 23.6% and 14.2%, respectively. When the substrate temperature was 200 ℃, the wear depth of the coating with 1.5% CF-GO was reduced by 66.1% compared with the unmodified coating, and the wear resistance of the coating was improved to a great extent. This is because the modified carbon fiber can export heat inside the coating to the surface, and the graphene oxide on the surface can better combine the resin with the fiber. By giving full play to its optimization effect on high temperature deformation resistance, wear resistance and other properties, analysis of the wear topography of the coating surface showed that the height of the deformation zone of the coating was only 9.24 μm, the micro-cracks at the bottom of the wear mark were the least, and the area of the massive falling pit at the bottom was smaller than that of other proportions of the coating. Further analysis of the cross section morphology of the coating showed that, when 1.5% CF-GO was added, the fibers inside the coating form a network skeleton structure, which could maximize the enhancement effect of CF-GO. This study proved that coatings with 1.5% CF-GO had better heat resistance, stability and wear resistance, indicating that nano-carbon fibers modified by GO had good potential to effectively enhance the comprehensive properties of resin coatings.Key words: modified carbon fiber; molybdenum disulfide; composite coating; high temperature deformation; tribological properties高性能复合固体润滑涂层在工业应用中延长零部件使用寿命具有非常重要的作用，是摩擦学领域(摩擦、磨损与润滑)重要的研究内容. 目前常用的固体润滑剂有：石墨、MoS2和聚四氟乙烯(PTFE)等材料. MoS2具有优异的润滑效果[1]、化学稳定性和耐温性能[2-4]，由于MoS2涂层在高温下易发生变形，并且耐磨性较差，因此需要添加增强材料来提升MoS2涂料的耐热和耐磨性能.碳纤维(carbon fiber, CF)由于其具有优异的力学与导热性能，被广泛用作复合物的增强材料，然而CF的润湿性差，具有较强的表面化学惰性，导致界面附着力较差，这极大地限制了CF在复合材料中的增强效果. 随着研究的进一步深入，学者们发现对CF表面进行改性[5-7]，可以显著增强复合材料的力学性能[8-9]、耐磨性能[10-11]和耐热性能[12]. 氧化石墨烯(graphene oxide，GO)在改善复合材料的性能方面显示出巨大的潜力[13]，不仅有着良好的导热性能[14-19]，其内部的含氧官能团还能够增强纤维与基体的结合性能[20-22]，并从结构上改变热和力学性能[23-26]. 目前，用GO改性CF的方法主要包括直接涂覆[27]、电泳沉积[28-29]、化学气相沉积[30-31]、化学接枝[32-34]和溶剂热处理[35]等. 在这些方法中，化学接枝方法制备的改性碳纤维表现出更强的结合力，能够有效增强复合涂层耐磨性能以及高温下的稳定性.基于此，本文中首先对CF进行化学改性，制备改性粉末CF-GO，将其以不同比例加入MoS2涂料中并制备涂层，通过对该复合涂层的磨损形貌和结构进行表征，分别在20、50、100和200 ℃条件下研究在该涂料中添加CF-GO的最佳比例及磨损机理.1 试验材料及方法1.1 材料纳米CF，长度为150~300 μm，直径为30~50 nm，由北京德科岛金科技有限公司提供. GO由凯纳碳素新材料股份有限公司提供，无水乙醇、硝酸、硫酸、丙酮(分析纯)和硅烷偶联剂(KH550)由南京创世化工助第 4 期高阳, 等: 改性碳纤维-MoS2复合涂层的高温摩擦学性能研究483剂有限公司提供，二硫化钼涂料(主要成分为MoS 2与环氧树脂)和铝合金样块由湖南江滨机器(集团)有限责任公司提供，去离子水为实验室自制.1.2 CF-GO 的制备1.2.1 CF 表面脱浆并酸化处理HNO 3:H 2SO 4以体积比1:1制备150 mL 的混合溶液，将3 g CF 加入其中，在100 ℃下酸化2 h ，在CF 的表面接枝羟基、羧基. 将接枝后的CF 离心处理0.5 h ，去除上层清液，加入去离子水、无水乙醇搅拌后再次离心，重复上述步骤，当溶液的PH 值呈中性时，将其倒入烧杯，80 ℃真空干燥4 h ，得到表面经过酸化处理的CF ，记为CF-AT.1.2.2 CF 表面硅烷化处理首先配制100 mL 硅烷偶联剂溶液，先加入硅烷偶联剂20 mL ，再加入无水乙醇72 mL ，最后加入去离子水8 mL ，搅拌均匀. 将3 g CF-AT 加入到该溶液中搅拌，再加入无水乙醇混合，采用磁力搅拌、超声依次处理0.5 h. 将该溶液倒入烧瓶中油浴(硅油)加热至78 ℃时磁力搅拌回流4 h. 反应完成后离心处理0.5 h ，去除上层清液，加入去离子水、无水乙醇搅拌后再次离心，重复上述步骤4次，以去除CF 表面附着的多余硅烷偶联剂. 将处理完成的溶液倒入烧杯，80 ℃真空干燥4 h ，得到经过硅烷改性的CF ，记为CF-ST.1.2.3 表面接枝GO先将0.1 g 的GO 加入到150 mL 的DMF (二甲基甲酰胺)溶液中，再加入1 g 的CF-ST ，采用磁力搅拌、超声依次处理0.5 h ，最终获得均匀分布的悬浮液. 将该溶液倒入烧瓶中油浴(硅油)加热至105 ℃时，磁力搅拌回流6 h. 反应完成后进行离心处理，去除上层清液，加入去离子水、无水乙醇搅拌后再次离心，重复上述步骤4次，除去CF 表面物理附着的氧化石墨烯以及多余的DMF. 将处理完成的溶液倒入烧杯，80 ℃真空干燥6 h ，得到氧化石墨烯改性碳纤维，记为CF-GO ，其制备流程如图1所示.H 2SO 4:HNO 3=1:1100 ℃, 2 hOHCFCF-ATCF-STCF-GO78 ℃, 4 hDMF, 105 ℃, 2 hGOHOOCHOOCHOHOOHOHOHHO HOHO OOOOOO HOOHOHOHCOOHHOOCOOOOCOOHHOOCCOOHOHOHO HO OO OO OH OHHOCOOHKH550 (hydrolyzed)O O OSi NH 2NH 2NH 2COO COO O OOOOO CN H Si SiH N CO O OO O OSiSiFig. 1 CF-GO preparation process flow chart图 1 CF-GO 制备工艺流程图1.3 涂层制备试验基体为10 mm×10 mm×5 mm 的铝合金样块、直径10 mm 长30 mm 的圆柱样块，其预制备涂层的表面经过精磨，并且在磷酸盐在溶液中进行磷化处理.按表1中的配比称量MoS 2涂料和CF-GO 粉末，使用玻璃棒初步混合后，置于磁力搅拌器上搅拌0.5 h ，搅拌完成后，需要将涂料静置24 h ，等待其内部的空气排出.将搅拌均匀且去除空气的涂料采用湿膜厚度为80 μm 涂膜棒在铝合金样块及圆柱样块表面制备涂层，并在200 ℃条件下固化2 h ，具体配比列于表1中.1.4 结构测试与表征采用傅里叶红外光谱仪(IRTracer-100，SHIMAD-ZU ，Japan)对粉末改性各个阶段的化学键及官能团进行分析. 采用X 射线光电子能谱(XRD, K-Alpha, Thermo Fisher Scientific, America)对粉末改性各个阶段的元素成分进行分析. 使用场扫描电镜SEM (Sigma500，ZEISS ，Germany)对初始粉末及改性完成阶段的粉末进行形貌分析. 采用综合摩擦磨损测试仪(CFT-I ，兰州中科凯华科技开发有限公司，中国)在不同温度下对涂层的摩擦学性能进行磨损试验. 采用超景深显微镜(VH-2000C ，Keyence ，Japan)对涂层表面宏观磨痕形貌进行分析并对其磨痕宽度和深度进行测量；对样块截面制样，测其涂层厚度. 使用扫描电镜SEM (TESCAN MIRA,TESCAN, Czech Republic)对涂层内部形貌结构进行表征. 使用万能材料试验机(UTM4204X ，三思纵横科技股份有限公司，中国)对涂层界面结合强度进行检测.484摩擦学学报（中英文）第 44 卷2 试验结果及讨论2.1 粉末改性分析图2所示为CF-ST 、CF-GO 和GO 红外光谱图. CF-AT-ST 表面特征峰显示，2 925 cm −1出现-CH 2-伸缩振动峰，1 725 cm −1出现C=O 伸缩振动峰，1 035 cm −1出现C-O 伸缩振动峰，1 125 cm −1出现Si-O-C 伸缩振动峰，这证明硅烷偶联剂(KH550)与CF 表面基团发生缩合反应形成化学键，接枝在CF 表面. CF-GO 表面特征峰显示，3 243 cm −1处峰属于仲酰胺N-H 伸缩振动，这是因为CF-ST 表面氨基基团与GO 表面羧基发生酰胺化反应生成酰胺键，同时2 925 cm −1为-CH 2-的伸缩振动峰，1 725 cm −1为C=O 伸缩振动峰，1 628 cm −1处峰为GO 的C=C 特征峰，1 125 cm −1为Si-O-C 伸缩振动峰，1 035 cm −1为C-O 伸缩振动峰，这些峰均可以与CF-ST 和GO 特征峰对应，这表明GO 通过化学反应形成化学键接枝在CF 表面上. GO 表面特征峰显示，3 410 cm−1附近有1个较宽、较强的吸收峰，这归属于-OH 拉伸振动峰，1 720、1 620、和1 053 cm −1分别对应C=O 、C=C 和C-O 拉伸振动峰.4 000 3 500T r a n s m i t t a n c eWavenumber/cm −13 0003 4103 243N-HC=OC=CSi-O-C1 728-CH 2- 1 6281 7201 620 1 0531 0351 0351 1251 725CF-ST2 925CF-GOGO2 500 2 000 1 500 1 000500Fig. 2 Surface infrared spectra of CF-ST 、CF-GO 和GO图 2 CF-ST 、CF-GO 和GO 的红外光谱图对经过不同改性处理阶段的CF 和GO 进行X 射线光电子能谱测试，通过检测粉末表面化学元素含量变化，证明CF 表面接枝了GO. 图3所示为CF 不同改性处理阶段XPS 的全谱曲线，其对应表面元素含量列于表2中. 由图3可知，未处理的CF 主要成分为C 元素，质量分数为97.79%，对应曲线中最高的C 1s 峰，此外还含有少量O 元素，质量分数为2.21%，对应较弱的O 1s 峰.经过酸化处理(AT)后，CF 表面的O 1s 峰有了明显的增强，质量分数增加了6.24%，这表明CF 表面已经酸化，此时CF 表面含有大量羧基、羟基等官能团. 接下来对酸化的CF 粉末进行硅烷化处理(ST)后，得到CF-ST 粉末，其曲线上产生了N 1s 、Si 2p 元素，质量分数分别为2.88%、2.68%，这2种元素为硅烷偶联剂中特有的元素，即表明已经接枝偶联剂(KH550). 接下来在接枝GO 后，由CF-GO 曲线可知，该曲线上同时含有C 、O 、N 和Si 这4种元素，并且从表2可以发现，对比CF-ST 处理后的粉末元素含量，C 、N 和Si 这3种元素质量分数分别下降了3.72%、0.31%和0.21%，但O 的质量分数有了较大提升，增加了4.24%，这是因为GO 含有的大量含氧官能团接枝到CF 表面导致的，这说明GO 接枝在CF 表面.1 2001 000I n t e n s i t yBinding energy/eV800600400200CF CF-ATCF-ST CF-GO GOO 1s O 1s O 1s C 1s Si 2p Si 2p C 1s C 1s C 1s O 1s N 1sN 1s O 1sC 1s Fig. 3 XPS full spectrum of CF in different modificationtreatment stage图 3 不同改性处理阶段CF 的XPS 全谱图表 2 不同处理阶段CF 表面元素含量Table 2 Element content of CF surface in differenttreatment stagesMaterialsMass fraction/%C O N Si GO 69.9830.02CF 97.79 2.21CF-AT 91.558.45CF-ST 87.98 6.47 2.88 2.68CF-GO84.2610.72.57 2.47图4所示为粉末改性前后形貌的SEM 照片. 图4(a)所示为未经处理的纳米碳纤维(CF)， 图4(b)所示为改性完成的CF-GO. 在图4(a)中，纳米碳纤维表面光滑，没有其他附着物；图4(b)所示为改性后的CF-GO. 从图4(b)表 1 涂料与固体填料的质量分数Table 1 Ratio of coating binder and solid fillerNumber Mass fraction/%MoS 2 coatingCF-GO 11000.0299.50.5399 1.0498.5 1.55982.0第 4 期高阳, 等: 改性碳纤维-MoS 2复合涂层的高温摩擦学性能研究485中可以清晰地看出，相较于图4(a)中未处理的CF ，图4(b)中CF 的表面附着了大量的片状物，这些片状物均为GO ，通过化学键接枝在CF 上.2.2 涂层厚度涂层的制备采用湿膜厚度为80 μm 涂膜棒，测得的涂层厚度如图5所示. 涂层的厚度分别为83、88和86 μm.Fig. 5 Coating thickness图 5 涂层厚度2.3 涂层结合强度上下试样的黏结剂采用ergo-9900金属专用胶，拉伸速度为1 mm/min. 不同改性碳纤维添加比例下的涂层结合强度测试曲线如图6所示. 由图6可知，添加质量分数为0%时涂层的结合强度为11.2 MPa ，添加质量分数分别为0.5%、1.0%和1.5%时，涂层的结合强度分别为12.3、12.8和14.1 MPa ，当质量分数增大至2.0%时，涂层的结合强度下降为12.3 MPa. 由于改性碳纤维通过表面的大量含氧官能团与树脂涂料化学结合在一起，因此其结合强度随着碳纤维的增多而增大，并在质量分数为1.5%时达到最大；当添加比例为2.0%时，由于添加的改性碳纤维过多，涂层内部出现了纤维聚集，会导致涂层的结合强度在一定程度上降低.2.4 摩擦磨损性能分析将改性后的CF-GO 粉末添加至二硫化钼涂层溶液中，搅拌均匀后刷涂至试样表面，涂层厚度为85±5 μm ，并在200 ℃条件下固化2 h ，采用高速往复摩擦磨损试验机(CFT-I)开展摩擦试验，采用球-样摩擦副，上试样为直径5 mm 的钢球，下试样为试验样块. 对CF-GO 质量分数分别为0.0%、0.5%、1.0%、1.5%和2.0%的涂层表面采用往复点面接触模式，往复行程为10 mm ，干摩擦条件下，载荷为5 N ，速度为300 r/min ，相对摩擦时间为30 min ，当基体温度分别为20、50、100和200 ℃时，进行摩擦磨损试验.2.4.1 基础性能分析图7所示为20~200 ℃时涂层的磨痕深度及宽度图. 图7(a)所示为涂层的磨痕深度图，图7(b)所示为涂层的磨痕宽度图. 在图7(a~b)中，不同温度下的涂层磨损深度均出现了类似的曲线，即控制试验条件相同的情况下，在2组图中，磨痕深度及磨痕宽度均在改性CF-GO 质量分数为1.5%时最小. 图7(a)中，当添加改性(a) Untreated CF(b) CF-GOFig. 4 SEM micrographs of morphology before and after powder modification图 4 粉末改性前后形貌的SEM 照片0.064B o n d i n g s t r e n g t h /M P aMass fraction of CF-GO/%8101214160.5 1.0 1.52.0Fig. 6 Coating bonding strength图 6 涂层结合强度486摩擦学学报（中英文）第 44 卷0.0Mass fraction of CF-GO/%303540250.5Original paint Add 1.5%Reduce 33.3%1.0 1.52.00.00.5 1.0 1.5 2.00.00.5 1.0 1.5 2.00.00.5 1.0 1.5 2.0152010D e p t h /μm(a1) 20 ℃Mass fraction of CF-GO/%253020Original paint Add 1.5%Reduce 23.6%1510D e p t h /μm(a2) 50 ℃Mass fraction of CF-GO/%253020Original paintAdd 1.5%Reduce 14.2%1510D e p t h /μm(a3) 100 ℃(a) Wear depth(b) Wear widthMass fraction of CF-GO/%40305020Original paint Add 1.5%Reduce 66.1%1000.00.5 1.0 1.5 2.00.00.5 1.0 1.5 2.00.00.5 1.0 1.5 2.00.00.5 1.0 1.5 2.00D e p t h /μm(a4) 200 ℃Mass fraction of CF-GO/%1 000800Original paintAdd 1.5%Reduce 29.2%600400W i d t h /μm(b1) 20 ℃Mass fraction of CF-GO/%700800600Original paintAdd1.5%Reduce 19.3%500W i d t h /μm(b2) 50 ℃Mass fraction of CF-GO/%800700Original paintAdd 1.5%Reduce 8.1%600500W i d t h /μm(b3) 100 ℃Mass fraction of CF-GO/%1 0009008001 100700600Original paint Add 1.5%Reduce 29.2%500W i d t h /μm(b4) 200 ℃Fig. 7 Depth and width of wear marks of coating图 7 涂层的磨痕深度及宽度图第 4 期高阳, 等: 改性碳纤维-MoS 2复合涂层的高温摩擦学性能研究487CF-GO 质量分数从0.0%增加至1.5%时，磨损的深度减至最小，随着添加质量分数的继续增大，其磨痕深度则开始增加；随着温度从20 ℃增加至200 ℃，添加改性的CF-GO 质量分数为1.5%时，其磨痕深度较未添加时分别减小了33.3%、23.6%、14.2%和66.1%. 图7(b)中，随着添加改性的CF-GO 质量分数从0.0%增加至1.5%时，磨痕的宽度在1.5%时达到最小值，随着添加质量分数的继续增大，其磨痕宽度开始增加，随着温度增加，添加改性的CF-GO 质量分数为1.5%时，其磨痕宽度较未添加时分别减小了8.1%、19.3%、8.1%和29.2%. 这是由于在涂料中添加了改性的纳米碳纤维，该改性粉末表面含有大量的官能团，其分布在涂层的内部，可以与树脂基体相结合，使得涂层内部的结构更为紧密，在适当的添加比例下，能够对涂层整体的耐磨性能产生显著的增强效果. 这表明在20~200 ℃的温度条件下，添加CF-GO 质量分数为1.5%的复合涂层耐磨效果最佳，并且随着涂层温度的变化，磨痕深度、宽度始终较小，耐磨性能稳定性最好.不同温度下涂层的摩擦系数如图8所示. 由图8可知，当温度为20~100 ℃时，这几组温度下的摩擦系数都在CF-GO 质量分数为1.5%时最小. 当添加的碳纤维逐渐从0.0%增加至1.5%时，涂层内部的纤维与树脂的结合程度更高，涂层在摩擦过程中不易被磨损脱落，其磨痕深度较浅，钢球与涂层接触面小，受到的摩擦阻力小，摩擦系数也最小；当添加比例继续增大，涂层内部会出现纤维聚集现象，对树脂内部的三维共价键网络产生影响，部分区域易在摩擦过程中脱落，产生的磨痕较深，使得钢球与涂层的接触面增大，进而导致了摩擦系数的增大.当温度增加至200 ℃时，添加质量分数0.5% CF-GO 和1.0% CF-GO 的摩擦系数开始增大，这是由于添加了这2种比例CF-GO 涂层的表面存在一定量的改性碳纤维，而碳纤维高温下性质会发生变化，使其与树脂的结合更紧密，在摩擦过程纤维不易被磨损脱落，对钢球的运动产生一定的摩擦阻力，从而使得涂层的摩擦系数增大；随着添加的改性粉末质量分数增大至1.5%时，碳纤维会均匀分布在涂层表面，形成较密的网状结构，涂层在摩擦中不易脱落，磨痕深度也更小，钢球在磨损过程中受纤维的阻力最小，摩擦系数也就相应的减小；随着添加质量分数继续增大至2.0%，涂0.0Mass fraction of CF-GO/%0.400.450.350.5 1.0 1.52.00.300.25F r i c t i o n c o e f f i c i e n t0.0Mass fraction of CF-GO/%0.400.450.350.5 1.0 1.52.00.300.25F r i c t i o n c o e f f i c i e n t0.0Mass fraction of CF-GO/%0.400.450.350.5 1.0 1.52.00.300.25F r i c t i o n c o e f f i c i e n t0.0Mass fraction of CF-GO/%0.450.500.400.350.5 1.0 1.52.00.300.25F r i c t i o n c o e f f i c i e n t (a) 20 ℃(b) 50 ℃(c) 100 ℃(d) 200 ℃Fig. 8 Friction coefficient diagram of coating图 8 涂层的摩擦系数图488摩擦学学报（中英文）第 44 卷层内部的纤维出现聚集，树脂形成的三维共价键网络被破坏，涂层在摩擦过程中会被快速损耗，此时钢球与涂层的接触面增大，受到的摩擦阻力增大，因此其摩擦系数也增大.随着温度的不断升高，添加质量分数1.5% CF-GO 改性纳米碳纤维的复合涂层可以稳定发挥耐磨减摩作用. 在200 ℃下，涂层的磨损相较于其他温度出现了明显的变化，为了探究在该温度下涂层性能的变化原因，对其耐磨耐热机理进行了深入的分析研究.2.4.2 200 ℃下涂层磨损机理分析涂层在200 ℃高温干摩擦条件下5 N载荷时的磨损热变形形貌如图9所示. 图9(a)所示为未添加CF-GO 涂料制备的涂层的磨损形貌，从图9(a)的涂层磨痕可以发现，磨痕左侧的变形高度为31.41 μm；从磨痕底部形貌可知，有部分区域出现块状脱落坑，这是由于在高温时涂料内部耐热性较差，导致受热不均匀，而钢球在往复运动时，磨痕底部涂料附着于钢球上，从而脱落，形成凹坑. 图9(b)所示为添加质量分数0.5%的CF-GO制备的涂层磨损形貌，从图9(b)中可以发现，磨痕的左侧的变形高度为25.45 μm，有部分区域在磨损中变形，从磨痕底部形貌可知，同样出现了块状脱落坑，但相对于图9(a)而言，其数量较少、面积较小，这是因为CF-GO的表面有大量的含氧官能团，能够与涂料中的环氧树脂结合的更紧密，在添加了少量的改性粉末后，其表面的耐热、耐磨性能有了一定的提升. 图9(c)所示为添加质量分数1.0%的CF-GO制备的涂层磨损形貌，从图9(c)中可以发现，变形区的变形高度为23.15 μm，底部形貌中的块状脱落坑数量相较于图9(b)而言更少了，这表明随着添加的CF-GO的增多，其表面的耐热性能也在进一步增强. 图9(d)所示为添加质量分数1.5%的CF-GO制备的涂层的磨损形貌，从图9(d)中可以发现，已经没有了高温变形区和块状脱落坑，其磨痕左侧的变形高度仅有9.24 μm，这是因为在添加质量分数1.5%的CF-GO后，纤维能够与涂料内部的三维共价键网络结合后在涂层内部形成骨架结构，不仅具有良好的耐磨性能，同时能够在高温下保持良好的稳定性. 图9(e)所示为添加质量分数2.0%的CF-GO 制备的涂层磨损形貌，从图9(e)中可以发现，磨痕左右两侧处出现了大面积的变形，变形区的变形高度为35.86 μm，由于CF-GO添加过多，涂层整体的内部碳纤维分布不均匀，不能有效地在内部形成骨架结构，并且其内部的树脂三维共价键网络被破环，因此涂层会在磨损中变形，最终堆积在磨痕两侧. 在这种添加比例下涂层内部碳纤维过多导致涂层内部的三维共价键网络结构被破坏，涂层的耐热性和稳定性下降较快. 综合对比，添加质量分数为1.5%的CF-GO制备的涂层耐热性和稳定性性能最好.为了得到高温下涂层的磨损机理，深入研究其耐Deformation height31.41 μm Block shedding pitHigh temperaturedeformation zone BottommorphologyDeformation height9.24 μmNo high temperature deformation area is foundBottommorphologyDeformation height35.86 μmHigh temperaturedeformation zoneBottommorphologyDeformation height25.45 μm Block shedding pitHigh temperaturedeformation zone Bottommorphology Deformation height23.15 μmBlock shedding pitHigh temperaturedeformation zone Bottommorphology(a) 0.0%(b) 0.5%(c) 1.0%(d) 1.5%(e) 2.0%Fig. 9 Ultra-deep microscopic image of coating thermal deformation at high temperatures图 9 高温下涂层热变形的超景深显微形貌图第 4 期高阳, 等: 改性碳纤维-MoS2复合涂层的高温摩擦学性能研究489磨、耐热性能，对不同CF-GO添加比例涂层的内部结构进行了分析. 图10所示为不同添加CF-GO比例下的涂层内部结构形貌图. 从图10(a)可知，当未添加CF-GO时，涂料主要成分为树脂与MoS2粉末，涂层的内部无特殊结构；图10(b~c)开始添加少量CF-GO (0.5%~1.0%)后，涂层内部的树脂与CF-GO结合在一起，但由于此时的CF-GO含量较少，只分布在涂层的部分区域；从图10(d)中可以看出，当添加CF-GO的质量分数达到1.5%时，CF-GO均匀分布在涂层的内部，从结构上表现出网格结构，此时树脂基体与CF-GO结合在一起，涂层不仅可以通过CF-GO将树脂内部的热量导出，提高涂层整体的耐热性能，同时可以发挥碳纤维的增强效果，使树脂形成的三维共价键网络与纤维牢牢地结合在一起，提高涂层的耐磨性能，这可以解释高温下图9(d)中1.5%组涂层磨痕较小的原因；从图10(e)图中可以看出，当添加CF-GO的质量分数继续增大至2.0%时，右下方区域由碳纤维形成的结构与图10(d)中的区域基本一致，但此时左侧的纤维数量较多，这是由于添加的CF-GO过多，导致了涂层内部的部分区域纤维会分布不均匀，三维共价键网络内部结构杂乱，与添加质量分数1.5% CF-GO的涂层形成了明显的对比，这也解释了图9(e)中涂层被磨穿以及变形较大的原因.不同改性碳纤维添加比例下涂层的内部结构及传热示意图如图11所示. 未添加改性粉末的涂料，热量无法快速传递至涂层表面，会致使涂层在磨损过程中出现变形；随着添加的质量分数增加为0.5%~1.0%时，涂层内部有了少量改性碳纤维形成的结构，提升了涂层的耐热和耐磨性能；当添加质量分数达到1.5%时，涂层的内部网状导热结构均匀分布在涂层内部，既可以减小涂层高温磨损时变形程度，又可以很好的结合树脂涂料，充分发挥其对于抗高温变形和耐磨等性能的优化效果；当添加质量分数增大至2.0%时，涂层内部会出现纤维分布不均匀，内部部分区域出现纤维聚集，导致其温度较高，涂层易出现较大程度的变形. 这与图9和图10的结论相互印证，共同阐述了改性碳纤维改性MoS2涂层高温下的磨损机理.添加质量分数1.5%比例涂层的摩擦系数及磨痕深度如图12所示. 由图12(a)可知，随着基体温度从20 ℃逐渐增至200 ℃，涂层的平均摩擦系数保持稳定，在0.3~0.33之间.由图12(b)可知，在20~100 ℃时，此时由于温度变化程度小，涂层受到温度变化带来的影响低，因此这几种温度下的涂层磨痕深度较为接近；当温度大幅度增加至200 ℃后，磨痕深度有了较大的变化，其磨痕Initial MoS2 coatingChemical junctionFiber reinforced areaRegulardistributionFiber reinforced areaCF-GOCF-GOCF-GOFiber clutterRegulardistrbutionFiberdistributiondirection(a) 0.0%(b) 0.5%(d) 1.5%(e) 2.0%(c) 1.0%Fig. 10 SEM micrographs of the internal structure of the coating图 10 涂层内部结构形貌的SEM照片490摩擦学学报（中英文）第 44 卷。

《宽温域下MoSi2对钴基复合材料摩擦学性能的影响研究》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，对材料性能的要求日益提高，特别是在摩擦学性能方面。

钴基复合材料因其高硬度、良好的耐磨性和优异的耐高温性能，被广泛应用于航空、航天、汽车等领域。

然而，钴基复合材料在特定工作环境下仍存在摩擦系数高、磨损严重等问题。

因此，研究新型的添加剂和增强材料，以提高钴基复合材料的摩擦学性能，具有重要的理论意义和实际应用价值。

本文以宽温域下MoSi2对钴基复合材料摩擦学性能的影响为研究对象，旨在探讨MoSi2的添加对钴基复合材料性能的改善及其作用机理。

二、MoSi2的基本性质及作用机制MoSi2作为一种新型的陶瓷材料，具有高硬度、良好的热稳定性和较低的摩擦系数等特点。

在钴基复合材料中添加MoSi2，可以有效提高材料的硬度、耐磨性和耐高温性能。

MoSi2在摩擦过程中可以形成稳定的转移膜，降低材料的摩擦系数，并阻止材料的进一步磨损。

此外，MoSi2还能提高钴基复合材料的抗热裂性，降低热膨胀系数，从而在高温环境下保持材料的稳定性。

三、实验方法与材料制备本实验采用粉末冶金法制备了不同MoSi2含量的钴基复合材料。

首先，将钴粉、MoSi2粉末按照一定比例混合均匀，然后加入适量的粘结剂进行压制成型。

最后，在高温下进行烧结处理，得到不同MoSi2含量的钴基复合材料。

通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜等手段对材料的组织结构和微观形貌进行表征。

四、实验结果与分析1. 摩擦系数与磨损率实验结果表明，随着MoSi2含量的增加，钴基复合材料的摩擦系数和磨损率均呈现出先降低后升高的趋势。

当MoSi2含量适中时，材料的摩擦学性能达到最佳状态。

这主要是因为适量的MoSi2能够在摩擦过程中形成稳定的转移膜，降低材料的摩擦系数和磨损率。

然而，当MoSi2含量过高时，由于陶瓷颗粒的硬度和脆性较大，容易在材料表面形成剥落和裂纹，反而导致磨损加剧。

2. 表面形貌与组织结构通过扫描电子显微镜观察不同MoSi2含量的钴基复合材料表面形貌发现，添加适量MoSi2的样品表面形成了均匀的、连续的转移膜，有效地减少了磨损和磨粒的堆积。

有机填料填充聚四氟乙烯复合材料摩擦学及力学性能高贵;王宏刚;任俊芳;陈生圣【摘要】采用共混-冷压-烧结-整形的工艺制备有机物填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料,考察相同含量的不同有机填料对PTFE复合材料力学性能和摩擦学性能的影响.结果发现,加入有机填料后,复合材料的拉伸强度降低,但硬度和压缩强度均提高;有机填料有效地改善了PTFE复合材料的摩擦学性能,其中,质量分数15％聚苯酯填充的PTFE复合材料减摩效果最好,质量分数15％聚酰亚胺填充的PTFE复合材料的耐磨损性能最优.相比之下,质量分数15％芳纶填充的PTFE复合材料摩擦磨损性能及力学性能最好,其耐磨损性能较纯PTFE提高了近400倍,而摩擦因数仅为纯PTFE的84％.其原因在于芳纶的加入有效地改变了摩擦机制,能形成均匀连续的转移膜,进而降低了磨损.【期刊名称】《润滑与密封》【年(卷),期】2014(039)006【总页数】4页(P83-86)【关键词】聚四氟乙烯;有机填料;力学性能;摩擦学性能【作者】高贵;王宏刚;任俊芳;陈生圣【作者单位】中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室甘肃兰州730000;中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室甘肃兰州730000;中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室甘肃兰州730000;中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室甘肃兰州730000【正文语种】中文【中图分类】TB33;TH117.1聚四氟乙烯(PTFE)具有摩擦因数低、使用温度区间宽、表面能低等特点，在摩擦磨损领域中占有十分重要的地位。

但其硬度低，导热、耐磨损及耐高温蠕变性能差，在用于泵、轴承、无油压缩机、制冷机和活塞环等机械密封领域时存在磨损严重、压缩蠕变大和导热性差等缺点[1-4]，通常需要添加填料以改善这些缺点。

常用的填料主要有玻璃纤维、碳纤维、石墨、二硫化钼、青铜粉以及一些耐热性好的聚合物[5]。

2007年6月第32卷第6期润滑与密封L U B R I C A T I O NE N G I N E E R I N GJ u n e 2007V o l .32N o .6收稿日期:2007-01-05作者简介:侯根良(1970—),男,副教授,博士后,主要从事新材料开发与材料表面改性的研究.E -m a i l :h o u g e n l i a n g @163.c o m .聚四氟乙烯涂层在高载荷条件下的摩擦学性能研究侯根良1,2　乔小平1　苏勋家1　王延斌1　梅振兴1　徐可为2(1.第二炮兵工程学院　陕西西安710025;2.西安交通大学金属材料强度国家实验室　陕西西安710049)摘要:制备了以45#钢为基体的聚四氟乙烯(P T F E )涂层,利用自制的高载荷条件下摩擦因数测试装置研究了P T F E 涂层的摩擦学性能,结果表明:P T F E 涂层在4～90M P a 范围内具有优良的减摩性能,最低摩擦因数为0.032。

正压力与摩擦因数服从负指数衰减模型(F i t E x p o n e n t i a l D e c a y ),随着载荷的增加,静摩擦因数和滑动摩擦因数先迅速降低,然后趋于定值。

关键词:聚四氟乙烯;涂层;高载荷;摩擦因数;拟合中图分类号:T H 117.1　文献标识码:A 文章编号:0254-0150(2007)6-084-3S t u d y o n F r i c t i o n B e h a v i o r f o r P T F EC o a t i n g s u n d e rO v e r l o a d C o n d i t i o n sH o uG e n l i a n g 1,2　Q i a o X i a o p i n g 1　S uX u n j i a 1　Wa n gY a n b i n 1　M e i Z h e n x i n g 1　X uK e w e i2(1.T h e S e c o n d A r t i l l e r y E n g i n e e r i n g C o l l e g e ,X i 'a nS h a a n x i 710025,C h i n a ;2.S t a t e K e y L a b o r a t o r y f o r M e c h a n i c a l B e h a v i o r o f M a t e r i a l s ,X i 'a n J i a o t o n g U n i v e r s i t y ,X i 'a nS h a a n x i 710049,C h i n a )A b s t r a c t :P T F Ec o a t i n g s w e r e s p r a y e d o n 45c a r b o n s t e e l .I n o r d e r t o i n v e s t i g a t e t h e f r i c t i o n b e h a v i o r o f t h e P T F Ec o a t -i n g i no v e r l o a d i n g c o n d i t i o n s ,t h es e l f -d e s i g n e df r i c t i o nt e s t e r w a s e m p l o y e dt ot e s t t h e s t a t i c a n ds l i p p a g e f r i c t i o n c o e f f i -c i e n t .T h e e x p e r i m e n t a l r e s u l t s s h o wt h a t w i t h t h e c o n t a c t p r e s s u r e r a n g e f r o m 4t o 90M P a ,t h e P T F Ec o a t i n g s h a v e e x c e l -l e n t f r i c t i o n -r e d u c t i o n c a p a c i t y ,t h e l o w e s t f r i c t i o n c o e f f i c i e n t i s 0.032.T h e e x p e r i m e n t a l d a t a w e r e f i t t e d ,t h e f i t t i n g r e s u l t s s h o wt h a t t h e p r e s s u r ea n dt h e f r i c t i o nc o e f f i c i e n t a r ec o n s i s t e n t w i t ht h ee x p o n e n t i a l d e c a y ,a st h ec o n t a c t p r e s s u r ei n -c r e a s e ,t h e s t a t i c f r i c t i o n c o e f f i c i e n t a n d s l i p p a g e f r i c t i o n c o e f f i c i e n t d e c r e a s e q u i c k l y a t f i r s t ,t h e nt h e y b e c o m e s t a b l e .K e y w o r d s :P T F E ;c o a t i n g s ;o v e r l o a d ;f r i c t i o nc o e f f i c i e n t ;f i t　聚四氟乙烯(P T F E )具有化学惰性、热稳定性和摩擦因数低等优异的性能[1-3],是最常用的自润滑材料。

PTFE基耐磨固体润滑涂层的摩擦学性能杨伟春;康鹏飞;陈毅明;郭培锐;邱明【摘要】采用黏接固体润滑涂层法，以聚四氟乙烯为润滑剂，利用喷涂方式在试样上制备2种PTFE 基固体耐磨涂层，并采用HSR-2M型高速往复式摩擦磨损试验机对其摩擦学性能进行研究。

研究结果表明，水性全氟涂层的摩擦因数不稳定且明显高于油性全氟；随着固化条件的改变，涂层的摩擦因数和磨损量也出现不同程度的变化；当采用油性全氟为润滑剂，固化温度为260℃，固化时间为30 min时，PTFE基耐磨涂层的摩擦因数和磨损量均最小，此时涂层的摩擦学性能最优。

%Based on the bond solid lubricant coating method,two kinds of PTFE base solid wear-resisting coatings were prepared on the disc sample by spraying method and using PTFE as solid lubricant,and their tribological properties were investigated by HSR-2M high-speed reciprocating tribo-tester.The results show that the friction coefficient of water-based perfluorinated coating is unstable and apparently higher than that of oily perfluorinated coating.Friction coefficient and wearing capacity of the coatings are changed at a different degree along with the change of the curing conditions of the coat-ings.When using oily perfluorinated compound as solid lubricant and selecting the curing temperature of 260 ℃ and the curing time of 30 min,the prepared PTFE base wear-resistant coating has the lowest friction coefficient and wearing capac-ity,and the optimal tribological properties.【期刊名称】《润滑与密封》【年(卷),期】2014(000)010【总页数】4页(P92-95)【关键词】聚四氟乙烯;耐磨涂层;固化;摩擦磨损【作者】杨伟春;康鹏飞;陈毅明;郭培锐;邱明【作者单位】新昌县产品质量监督检验所浙江新昌312500;新昌县产品质量监督检验所浙江新昌312500;新昌县产品质量监督检验所浙江新昌312500;河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003;河南科技大学机电工程学院河南洛阳471003【正文语种】中文【中图分类】TH117.1固体润滑是将一些固体润滑剂以粉末或薄膜的形式使用，这些固体润滑剂具有减小摩擦和磨损的作用。

石墨填充聚四氟乙烯基复合材料的摩擦学性能李文忠，王黎钦，古乐，郑德志哈尔滨工业大学机电工程学院，黑龙江省哈尔滨市 150001E-mail: wenzhonglee@摘要：为了研制PTFE基粘弹-摩擦型阻尼材料，采用机械共混-冷压成型-烧结的工艺制备了石墨/聚苯硫醚/聚醚醚酮混合填充PTFE基复合材料，利用环-块式磨损试验机，在干摩擦条件下考察了复合材料的摩擦学性能；并用扫描电镜观察了磨损表面形貌，研究了复合材料的磨损机理。

结果表明：PTFE含量不同的复合材料，随石墨填充量的增大，摩擦系数和磨损率的变化趋势不同，磨损主要由犁削、粘着和疲劳剥落中的一种或几种引起；适当配比的PTFE基复合材料具有较好的摩擦阻尼性能，能够满足粘弹-摩擦阻尼材料的要求。

关键词：聚四氟乙烯石墨复合材料摩擦学性能1. 引言聚四氟乙烯（PTFE）具有优异的物理化学性能，耐腐蚀性极强，耐高低温，是一种广泛应用的高性能工程塑料。

利用PTFE的粘弹阻尼和摩擦阻尼耗能，可以在苛刻环境下的机械装置中作为减振部件应用。

为了提高这种减振部件的阻尼性能，需要从提高减振材料的粘弹阻尼和摩擦阻尼两个方面研究。

为此，需要提高材料的摩擦系数，同时也要提高材料的耐磨性，以延长材料的使用寿命。

PTFE自身的摩擦系数很小，且耐磨性很差，限制了在减振工程中的应用。

而当其中添加某些无机颗粒或高分子聚合物后，材料的摩擦系数会提高，同时耐磨性可得到很大的提高，人们已经对填充PTFE复合材料的摩擦磨损性能进行了很多的研究[1~5]。

用于填充PTFE 的材料很多。

聚苯硫醚（PPS）和聚醚醚酮（PEEK）都具有机械强度高、耐热、耐腐蚀、耐磨、抗蠕变等性能，在PTFE中填充可大大改善耐蠕变性和耐磨性；在PTFE中填充石墨可明显提高耐磨性，及压缩蠕变性和导热性。

国内外有关石墨/PPS/PEEK混合填充PTFE基复合材料摩擦学性能的研究还未见报道，本文采用机械共混-冷压成型-烧结的工艺制备了石墨、PPS、PEEK混合填充PTFE复合材料，考察了干摩擦条件下石墨的含量对复合材料摩擦学性能的影响，并研究了材料的磨损机理，期望为PTFE基复合材料在减振中的应用提供依据。