含铁磁性填料的PTFE基复合材料摩擦磁化对界面转移的可控性研究

发布时间：2017-04-13 00:23

  本文关键词：含铁磁性填料的PTFE基复合材料摩擦磁化对界面转移的可控性研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文主要研究了含铁磁性填料FeNi50颗粒的PTFE基复合材料与45钢在摩擦过程中所产生的摩擦诱导磁化现象,以及转移膜的形成规律；研究了摩擦诱导磁化与摩擦转移和摩擦学性能的关联特性。通过对摩擦诱导磁化与摩擦转移和摩擦学性能关系的分析,为进一步寻找转移膜的控制要素,以致调控聚合物复合材料摩擦学性能提供一个新的途径。 根据我们的试验结果,可以得到如下一些结论： 1.填料对复合材料摩擦诱导磁化的影响 复合材料的平均摩擦诱导磁感应强度随着合金填料含量的升高而线性增大;在含量一定时,随着粒径逐渐变大,复合材料的平均摩擦诱导磁感应强度逐渐减小；随着速度的升高,复合材料的平均摩擦诱导磁感应强度逐渐变大；随着载荷的增加,平均摩擦诱导磁感应强度也逐渐变大。 2.填料对复合材料摩擦学性能的影响 随着含量的升高,平均摩擦系数出现微小的增大趋势,FeNi50/PTFE复合材料的磨损量逐渐减小；粒径的变化对FeNi50/PTFE复合材料摩擦系数的影响较小,都稳定在0.16附近,随着FeNi50粒径的增大,FeNi50/PTFE复合材料的磨损量逐渐增大；随着速度的升高,复合材料的平均摩擦系数逐渐减小,当速度超过0.3m/s时,复合材料的磨损量急剧增大；随着载荷的增加,复合材料的平均摩擦系数先增大后减小,而复合材料的磨损量急剧增加。 3.填料对复合材料摩擦转移的影响 复合材料的转移膜厚度沿径向分布呈现波浪形,厚度呈现不均匀性。转移膜厚度随着速度的增大先快速增加,然后稳定在大约2μm附近；随着载荷的变大转移膜平均厚度出现先增大后减小趋势,转移膜平均厚度最大值2.4μm出现在3.5MPa时；转移膜的平均厚度随着粒径的增大出现先增大后减小的趋势,在粒径为81μm时,平均转移膜厚度最大；转移膜的平均厚度随着含量的增大出现逐渐减小的趋势,在含量超过10%以后转移膜平均厚度差别不大；FeNi50/PTFE复合材料与对偶件对摩时形成转移膜的平均厚度随着时间逐渐变大,最后达到相对稳定的数值。 4.转移膜形成过程 我们认为转移膜的形成过程包括三个如下阶段： 第一阶段,转移膜成核阶段。PTFE复合材料首先在对偶件表面沟槽内产生部分填充;此外在摩擦表面一些局部地点产生粘着转移。 第二阶段,转移膜生长阶段。成核的转移膜在摩擦面上扩展生长。合金填料的摩擦磁化促进了合金填料磨屑向对偶件表面的转移,成为吸附于对偶件表面的较为牢固的质点,稳定了表面的转移膜,对转移膜的进一步生长起到很好的促进作用。 第三阶段,转移膜稳定阶段。横向生长的转移膜逐步连接成片,均匀分布在对偶件表面。同时在摩擦过程中也不断地发生转移膜局部的脱落,而随后又有新转移膜的生成填充而修复。实际上,这一阶段中存在着转移膜的剥落与修复的动态平衡。 5.摩擦诱导磁化与摩擦学性能和摩擦转移的关联性 随着FeNi50/PTFE复合材料摩擦诱导磁化强度的增大,摩擦系数减小；磨损量随着摩擦诱导磁感应强度的增加呈现微弱的线性增加。转移膜的平均厚度随着摩擦诱导磁感应强度的增大先迅速增大,然后稳定在2“m附近。
【关键词】：PTFE基复合材料 铁磁性填料 摩擦诱导磁化 摩擦磨损 转移膜
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TH117;TB33
【目录】：

• 致谢6-7
• 摘要7-9
• 英文摘要9-17
• 第一章 绪论17-26
• 1.1 引言17
• 1.2 摩擦磁化17-21
• 1.2.1 摩擦磁化现象17-18
• 1.2.2 摩擦磁化的研究现状18-21
• 1.3 摩擦转移21-25
• 1.3.1 摩擦转移的类型21-22
• 1.3.2 转移膜的作用22-23
• 1.3.3 聚合物复合材料摩擦转移的影响因素23-25
• 1.4 本课题的研究意义和主要内容25-26
• 1.4.1 研究意义25
• 1.4.2 课题来源25
• 1.4.3 研究主要内容25-26
• 第二章 试样制备与实验方案26-35
• 2.1 PTFE基复合材料试样的制备26-32
• 2.1.1 PTFE基复合材料试样所需原材料及其性质26-28
• 2.1.2 PTFE基复合材料的制备28-32
• 2.2 分析测试方法32-35
• 2.2.1 摩擦磨损的测试32-33
• 2.2.2 磁感应强度的测量33
• 2.2.3 转移膜厚度的测量33-34
• 2.2.4 表征分析方法34-35
• 第三章 FeNi50/PTFE复合材料摩擦诱导磁化与摩擦磨损35-52
• 3.1 各影响因素对摩擦诱导磁化与摩擦磨损的影响35-50
• 3.1.1 填料含量对复合材料摩擦诱导磁化与摩擦磨损的影响35-39
• 3.1.2 填料粒径对复合材料摩擦诱导磁化与摩擦磨损的影响39-43
• 3.1.3 速度对复合材料摩擦诱导磁化与摩擦磨损的影响43-47
• 3.1.4 载荷对复合材料摩擦诱导磁化与摩擦磨损的影响47-50
• 3.2 摩擦诱导磁化机理分析50-52
• 第四章 FeNi50/PTFE复合材料摩擦转移的研究52-73
• 4.1 速度的影响52-55
• 4.2 载荷的影响55-59
• 4.3 填料的影响59-66
• 4.3.1 填料粒径大小的影响59-60
• 4.3.2 填料含量的影响60-66
• 4.4 摩擦时间的影响66-71
• 4.5 转移膜形成过程分析71-73
• 第五章 FeNi50/PTFE复合材料的摩擦诱导磁化与摩擦转移的关联性73-77
• 5.1 摩擦诱导磁化与转移膜的关系73-74
• 5.2 摩擦诱导磁化对转移膜形成机理的影响74-75
• 5.3 摩擦诱导磁化与复合材料摩擦学特性的关系75-77
• 5.3.1 摩擦诱导磁化与复合材料摩擦系数的关系75
• 5.3.2 摩擦诱导磁化与复合材料摩擦磨损性能的关系75-77
• 第六章 总结与展望77-79
• 6.1 总结77-78
• 6.2 展望78-79
• 参考文献79-83
• 攻读硕士学位期间的科研工作及发表的论文83

【参考文献】

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本文编号：302413