PTFE/Cu复合材料干/湿环境摩擦学性能研究

发布时间：2021-10-21 07:51

　　随着当今科技的迅猛发展,聚合物基新型复合材料层出不穷,这些新材料因其独特而优异的性能在海洋船舶、航空航天等领域得到越来越广泛的应用。其中纳米材料因其独特的性能被广泛地用作聚合物的填充材料以提高聚合物基复合材料的摩擦磨损性能,开展此类聚合物基复合材料摩擦学性能的研究已成为高分子材料摩擦学领域的一个研究热点。目前,海洋工程装备中传统金属材料的摩擦副正逐步实现“以塑代钢”,但是,纳米材料填充聚合物在海水环境的摩擦学性能研究较少,因此开展海水润滑环境复合材料摩擦学性能的研究具有重要的实际意义。本文研究纳米Cu填充聚四氟乙烯（PTFE）二元复合材料在干/湿环境下力学及摩擦学性能。分别研究两种环境中纳米Cu填充含量对复合材料力学及摩擦学性能的影响,借助扫描电镜对复合材料磨损表面和316L不锈钢对偶件表面转移膜进行观测,通过试验选出两种环境中综合性能最优的复合材料配比。在此基础上,探究两种环境中最佳配比复合材料在各工况下摩擦学性能,并对其摩擦机理进行初步探讨。研究结果表明:两种环境中,复合材料的拉伸强度随纳米Cu的加入而下降,但硬度均有提高;纳米Cu填充含量相同的复合材料在相同工况下,海水润滑环境中... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究意义
    1.2 聚四氟乙烯（PTFE）研究现状
        1.2.1 PTFE及其复合材料简介
        1.2.2 干摩擦环境PTFE复合材料摩擦学研究现状
        1.2.3 海水润滑环境PTFE复合材料摩擦学研究现状
    1.3 课题主要研究目标、内容和路线
第2章 试验方法与设计
    2.1 试验原材料
        2.1.1 基体材料PTFE
        2.1.2 填充材料纳米Cu
    2.2 纳米铜填充PTFE复合材料试样的制备
        2.2.1 制备方法及步骤
        2.2.2 复合材料制备所用设备
    2.3 PTFE及其复合材料力学与摩擦学性能试验方法设计
        2.3.1 硬度测试及其设备
        2.3.2 拉伸性能测试及其设备
        2.3.3 摩擦学性能测试及其设备
    2.4 磨损表面及对偶件表面微观分析试验设计
        2.4.1 试验设备
        2.4.2 试验方法及相应分析
    2.5 本章小结
第3章 干摩擦环境PTFE/Cu复合材料力学及摩擦学 性能研究
    3.1 引言
    3.2 干摩擦环境纳米Cu含量对PTFE基复合材料力学性能的影响
        3.2.1 干摩擦环境各含量纳米Cu填充PTFE复合材料拉伸强度测试
        3.2.2 干摩擦环境各含量纳米Cu填充PTFE复合材料硬度测试
    3.3 干摩擦环境纳米Cu含量对PTFE复合材料摩擦学性能的影响
        3.3.1 干摩擦环境纳米Cu填充PTFE复合材料的摩擦学性能研究
        3.3.2 干摩擦环境纳米Cu填充PTFE复合材料磨损形貌及机理分析
        3.3.3 干摩擦环境纳米Cu填充PTFE复合材料对偶件转移膜分析
    3.4 本章小结
第4章 海水润滑环境PTFE/Cu复合材料力学及摩擦学性能研究
    4.1 引言
    4.2 海水润滑环境纳米Cu含量对PTFE基复合材料力学性能的影响
        4.2.1 各含量纳米铜填充PTFE复合材料海水浸泡前后拉伸强度测试
        4.2.2 各含量纳米Cu填充PTFE复合材料海水浸泡前后硬度测试
    4.3 海水润滑环境纳米Cu含量对PTFE复合材料摩擦学性能的影响
        4.3.1 海水润滑环境纳米Cu填充PTFE复合材料摩擦学性能研究
        4.3.2 海水环境纳米Cu填充PTFE复合材料磨损形貌及机理分析
        4.3.3 海水润滑环境纳米Cu填充PTFE复合材料对偶件转移膜分析
    4.4 本章小结
第5章 工况条件对干/湿环境中PTFE/Cu复合材料 摩擦学性能影响研究
    5.1 引言
    5.2 接触载荷对干摩擦环境PTFE基复合材料摩擦学性能的影响
        5.2.1 不同接触载荷下PTFE复合材料的摩擦学性能
        5.2.2 不同接触载荷下PTFE复合材料的磨损形貌及机理分析
        5.2.3 不同接触载荷下PTFE复合材料对偶件表面转移膜分析
    5.3 滑动速度对干摩擦环境PTFE基复合材料摩擦学性能的影响
        5.3.1 不同滑动速度下PTFE复合材料的摩擦学性能
        5.3.2 不同滑动速度下PTFE复合材料的磨损形貌及机理分析
        5.3.3 不同滑动速度下PTFE复合材料对偶件表面转移膜分析
    5.4 接触载荷对海水润滑环境PTFE基复合材料摩擦学性能的影响
        5.4.1 不同接触载荷下海水润滑环境PTFE基复合材料的摩擦学性能
        5.4.2 不同接触载荷下海水润滑环境PTFE复合材料的磨损形貌及机理分析
        5.4.3 不同接触载荷下海水润滑环境PTFE复合材料对偶件表面转移膜分析
    5.5 滑动速度对海水润滑环境PTFE基复合材料摩擦学性能的影响
        5.5.1 不同滑动速度下海水润滑环境PTFE复合材料的摩擦学性能
        5.5.2 不同滑动速度下海水润滑环境PTFE复合材料的磨损形貌及机理分析
        5.5.3 不同滑动速度下海水润滑环境PTFE复合材料对偶件表面转移膜分析
    5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]PTFE填充PI基复合材料摩擦学性能[J]. 贾志宁,闫艳红,郝彩哲.  塑料. 2014(05)
[2]纤维增强PTFE复合材料的摩擦磨损性能研究[J]. 朱仁鹏.  塑料工业. 2013(02)
[3]不同温度下PTFE纳米复合材料摩擦学性能的研究[J]. 牛永平,王亮,杜三明,蔡利华,张永振.  塑料工业. 2011(07)
[4]PTFE复合材料力学性能及摩擦磨损机理的研究[J]. 马芳,金石磊,王文东,李小慧,顾哲明,王萍.  广州化工. 2011(13)
[5]纳米Fe2O3对聚氨酯/聚偏氟乙烯复合涂层摩擦学性能的影响[J]. 宋浩杰,张招柱.  高分子材料科学与工程. 2011(03)
[6]纳米氧化铝改性聚四氟乙烯的摩擦磨损性能研究[J]. 牛永平,韩明,杜三明,张军凯,张永振.  工程塑料应用. 2010(02)
[7]几种聚合物材料在海水中的摩擦学行为[J]. 王建章,阎逢元,薛群基.  科学通报. 2009(22)
[8]纳米碳黑与纳米石墨填充PTFE复合材料摩擦磨损性能比较研究[J]. 何春霞,万芳新,张静,路琴.  润滑与密封. 2008(12)
[9]PTFE复合材料高温摩擦磨损性能研究[J]. 邓联勇,范清,彭兵,王勇.  润滑与密封. 2008(08)
[10]聚四氟乙烯的性能与应用[J]. 孙玉红.  科技资讯. 2008(12)

硕士论文
[1]纳米粒子/碳纤维增强聚醚醚酮复合材料的制备及耐磨性能研究[D]. 张志丹.南京航空航天大学 2013



本文编号：3448556