多孔PI/PTFE复合材料摩擦学性能研究

发布时间：2022-02-21 12:51

　　随着现代科学技术的发展,聚合物基复合材料因其化学性能稳定、力学性能优异及良好的自润滑性能,在航空航天等自润滑领域逐步取代部分金属基材料,得到了越来越广泛的应用。聚酰亚胺（PI）是其中常用的聚合物基体之一,具有仅次于聚四氟乙烯（PTFE）的自润滑性能,但是纯PI的摩擦系数较大、耐磨性较差。我们在总结前人研究的基础上,制备出PI/PTFE多孔复合材料,多孔结构具有储油功能,对于应用在供油困难及避免润滑油污染环境的场合具有现实而深远的意义。本文以PI为基体,以PTFE为固体润滑剂,并添加造孔剂,采用热模压工艺制备PI/PTFE多孔复合材料。通过正交试验法,以PI/PTFE多孔复合材料的力学性能为评价标准,确定PTFE含量（wt%）、造孔剂含量（wt%）、成型温度、成型压力及保温时间的最优组合,并在此条件下制备出PI/PTFE多孔复合材料。利用扫描电子显微镜（SEM）观察复合材料的微观结构;对其进行真空浸油试验,计算吸油率及油保持率;研究造孔剂含量、PTFE含量和工况对PI/PTFE多孔复合材料摩擦学性能的影响;利用激光共聚焦显微镜（CSLM）观察磨损表面形貌,分析其摩擦磨损机理。结果表明:造... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景和研究意义
    1.2 聚酰亚胺基多孔材料的国内外研究现状
        1.2.1 聚酰亚胺基复合材料的研究现状
        1.2.2 多孔复合材料的研究现状
    1.3 PI多孔复合材料制备方法的国内外现状
        1.3.1 溶胶-凝胶合成法
        1.3.2 添加造孔剂法
    1.4 本课题的研究内容及研究思路
第2章 试验方法及试验设计
    2.1 试验总体方案设计
    2.2 主要实验材料
        2.2.1 基体材料PI粉末
        2.2.2 发泡剂
        2.2.3 填充材料PTFE
        2.2.4 脱模剂
    2.3 PI/PTFE多孔复合材料制备
        2.3.1 主要实验设备
        2.3.2 真空热模压烧结
    2.4 PI/PTFE复合材料力学性能试验设计
        2.4.1 试验设备
        2.4.2 拉伸性能试验设计
    2.5 多孔PI/PTFE复合材料吸油特性研究方法
        2.5.1 平均孔径测试
        2.5.2 孔隙率测试
        2.5.3 含油率测试
    2.6 PI/PTFE多孔复合材料摩擦学试验设计
        2.6.1 摩擦磨损试验机
        2.6.2 式样设计
        2.6.3 磨损形貌分析
        2.6.4 试验步骤
    2.7 本章小结
第3章 PI/PTFE多孔复合材料力学性能研究
    3.1 引言
    3.2 正交试验方案
    3.3 PI/PTFE多孔复合材料力学性能正交试验结果分析
        3.3.1 保温时间对PI/PTFE多孔复合材料力学性能的影响
        3.3.2 成型温度对PI/PTFE多孔复合材料力学性能的影响
        3.3.3 成型压力对PI/PTFE多孔复合材料力学性能的影响
        3.3.4 造孔剂含量对PI/PTFE多孔复合材料力学性能的影响
        3.3.5 PTFE含量对PI/PTFE多孔复合材料力学性能的影响
    3.4 本章小结
第4章 PI/PTFE多孔材料表征及其吸油特性试验研究
    4.1 引言
    4.2 材料孔隙率及平均孔径
    4.3 含油率和油保持率
    4.4 本章小结
第5章 PI/PTFE多孔含油复合材料摩擦学性能研究
    5.1 引言
    5.2 造孔剂含量对多孔复合材料摩擦学性能的影响
        5.2.1 造孔剂含量对PI多孔含油复合材料摩擦磨损性能的影响
        5.2.2 不同含量造孔剂多孔含油复合材料磨损形貌
    5.3 PTFE含量对PI/PTFE多孔含油复合材料摩擦学性能的影响
        5.3.1 PTFE填充含量对PI多孔含油复合材料摩擦磨损性能的影响
        5.3.2 不同含量PTFE填充PI多孔复合材料磨损形貌
    5.4 工况对PI/PTFE多孔复合材料摩擦学性能影响
        5.4.1 转动速度对PI/PTFE多孔复合材料摩擦学性能的影响
        5.4.2 载荷对PI/PTFE多孔含油复合材料摩擦学性能影响
    5.5 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就
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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[2]成形工艺对多孔聚酰亚胺复合材料性能的影响[J]. 魏佳平,孙小波,谢鹏飞,张亦弛.  轴承. 2013(11)
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[4]微孔聚酰亚胺的研究进展[J]. 张海玲,许云书.  材料导报. 2012(23)
[5]多孔聚酰亚胺含油材料的储油性能及摩擦学行为研究[J]. 邱优香,王齐华,王超,王廷梅.  摩擦学学报. 2012(06)
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[7]共聚联苯型聚酰亚胺的模压工艺研究[J]. 李永真,陈玉红,王贵珍,黄永茂,胡亚伟.  绝缘材料. 2011(03)
[8]基于易语言的正交实验极差分析——以不考察交互作用的L9（34）正交表为例[J]. 朱玉强.  饮料工业. 2011(02)
[9]正交试验设计和分析方法研究[J]. 刘瑞江,张业旺,闻崇炜,汤建.  实验技术与管理. 2010(09)
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博士论文
[1]新型主链含吡啶环聚酰亚胺的合成与性能研究[D]. 王晓龙.兰州大学 2007



本文编号：3637289