聚合物复合材料摩擦起电规律及其对摩擦学影响的研究

发布时间：2017-09-28 07:31

  本文关键词：聚合物复合材料摩擦起电规律及其对摩擦学影响的研究

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【摘要】：本文主要研究了两种PTFE基复合材料(Al2O3/PTFE、FeSi/PTFE)与45钢在摩擦过程中的摩擦起电现象,探讨了摩擦起电的影响因素；分析了PTFE基复合材料的摩擦学性能；研究了Al2O3/PTFE复合材料与45钢在对摩时影响转移膜平均厚度的因素。以期通过聚合物复合材料摩擦起电对摩擦转移影响规律的研究,得出通过控制摩擦起电来实现摩擦转移的调控,达到摩擦学性能优化与调控的目的,拟发现摩擦学性能调控的新手段,具有很好的理论与应用意义。本论文主要研究结果如下：1.PTFE基复合材料摩擦起电的影响因素随着载荷的增加,摩擦起电电压△U逐渐增大。Al2O3/PTFE复合材料与45钢在摩擦过程中的AU随速度的增大而增加,而FeSi/PTFE复合材料在摩擦过程中的△U则逐渐减小；随着Al2O3含量的升高,Al2O3/PTFE复合材料与45钢在摩擦过程中的△U呈增加的趋势,FeSi/PTFE复合材料与45钢在摩擦过程中产生的△U随FeSi含量的升高而降低；在填料含量一定时,具有较大颗粒填料的PTFE复合材料的摩擦起电现象更为显著。2.PTFE基复合材料摩擦学性能研究随着载荷的增大,复合材料的平均摩擦系数减小,磨损量增大；复合材料的平均摩擦系数随速度的升高而缓慢降低,磨损量随速度的升高而急剧增大；随着填料含量的增大,复合材料与45钢在对摩时的平均摩擦系数在总体上呈略微增加的趋势,其磨损量急剧降低；复合材料的平均摩擦系数随填料平均粒径的增大而略微降低,但其磨损量受填料平均粒径的影响相对较弱。3.Al2O3/PTFE复合材料摩擦转移研究随着载荷的增大,转移膜的平均厚度先增加再减小,平均厚度最大值为2.568μm,此时载荷为3.5MPa；转移膜的平均厚度随速度的增加而增大；随着Al2O3含量的增加,转移膜的平均厚度先增加再减小,当Al2O3含量为10wt%时,其平均厚度最大：随着Al2O3平均粒径的增大,转移膜的平均厚度先逐渐增加,当平均粒径超过63μm后,转移膜的平均厚度缓慢减小。4. PTFE基复合材料摩擦起电与摩擦转移和摩擦学性能的关联性Al2O3/PTFE复合材料与45钢对摩时的摩擦起电电压△U与转移膜平均厚度呈正相关关系；摩擦系数和磨损量均随△U的增大而升高。
【关键词】：PTFE基复合材料 摩擦起电 摩擦学性能 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】：2016
【分类号】：TB332
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-18
• 第一章 绪论18-31
• 1.1 引言18
• 1.2 摩擦起电18-27
• 1.2.1 摩擦起电现象及机理18
• 1.2.2 摩擦起电的不利影响和合理应用18-22
• 1.2.3 摩擦起电的测试方法22-24
• 1.2.4 摩擦起电的影响因素24-27
• 1.3 摩擦转移27-29
• 1.3.1 摩擦转移的类型27-28
• 1.3.2 转移膜的作用28-29
• 1.4 本课题的研究意义和主要内容29-31
• 1.4.1 研究意义29-30
• 1.4.2 课题来源30
• 1.4.3 研究的主要内容30-31
• 第二章 试样制备与试验方案31-42
• 2.1 PTFE基复合材料试样的制备31-37
• 2.1.1 PTFE基复合材料试样所选取的原材料及其性质31-33
• 2.1.2 PTFE基复合材料的制备33-37
• 2.2 分析测试方法37-42
• 2.2.1 摩擦磨损试验37-39
• 2.2.2 摩擦起电电压的测量39
• 2.2.3 转移膜平均厚度的测量39-41
• 2.2.4 摩擦副表面的其他表征分析41-42
• 第三章 PTFE基复合材料摩擦起电的影响因素42-53
• 3.1 载荷对PTFE基复合材料摩擦起电的影响42-43
• 3.1.1 载荷对Al_2O_3/PTFE复合材料摩擦起电的影响42-43
• 3.1.2 载荷对FeSi/PTFE复合材料摩擦起电的影响43
• 3.2 速度对PTFE基复合材料摩擦起电的影响43-45
• 3.2.1 速度对Al_2O_3/PTFE复合材料摩擦起电的影响43-44
• 3.2.2 速度对FeSi/PTFE复合材料摩擦起电的影响44-45
• 3.3 填料含量对PTFE基复合材料摩擦起电的影响45-47
• 3.3.1 Al_2O_3含量对Al_2O_3/PTFE复合材料摩擦起电的影响45-46
• 3.3.2 FeSi含量对FeSi/PTFE复合材料摩擦起电的影响46-47
• 3.4 填料平均粒径对PTFE基复合材料摩擦起电的影响47-49
• 3.4.1 Al_2O_3平均粒径对Al_2O_3/PTFE复合材料摩擦起电的影响47-48
• 3.4.2 FeSi平均粒径对FeSi/PTFE复合材料摩擦起电的影响48-49
• 3.5 摩擦起电的机理分析49-53
• 3.5.1 载荷的影响50-51
• 3.5.2 速度的影响51-52
• 3.5.3 填料含量的影响52
• 3.5.4 填料平均粒径的影响52-53
• 第四章 PTFE基复合材料的摩擦学性能53-74
• 4.1 载荷对PTFE基复合材料摩擦学性能的影响53-58
• 4.1.1 载荷对Al_2O_3/PTFE复合材料摩擦学性能的影响53-55
• 4.1.2 载荷对FeSi/PTFE复合材料摩擦学性能的影响55-58
• 4.2 速度对PTFE基复合材料摩擦学性能的影响58-63
• 4.2.1 速度对Al_2O_3/PTFE复合材料摩擦学性能的影响58-60
• 4.2.2 速度对FeSi/PTFE复合材料摩擦磨损性能的影响60-63
• 4.3 填料含量对PTFE基复合材料摩擦学性能的影响63-68
• 4.3.1 Al_2O_3含量对Al_2O_3/PTFE复合材料摩擦学性能的影响63-66
• 4.3.2 FeSi含量对FeSi/PTFE复合材料摩擦学性能的影响66-68
• 4.4 填料平均粒径对PTFE基复合材料摩擦学性能的影响68-74
• 4.4.1 Al_2O_3平均粒径对Al_2O_3/PTFE复合材料摩擦学性能的影响69-71
• 4.4.2 FeSi平均粒径对FeSi/PTFE复合材料摩擦学性能的影响71-74
• 第五章 Al_2O_3/PTFE复合材料摩擦转移的研究74-88
• 5.1 Al_2O_3/PTFE复合材料摩擦转移的影响因素74-80
• 5.1.1 载荷对Al_2O_3/PTFE复合材料摩擦转移的影响74-76
• 5.1.2 速度对Al_2O_3/PTFE复合材料摩擦转移的影响76-77
• 5.1.3 Al_2O_3含量对Al_2O_3/PTFE复合材料摩擦转移的影响77-79
• 5.1.4 Al_2O_3平均粒径对Al_2O_3C/PTFE复合材料摩擦转移的影响79-80
• 5.2 转移膜表面形貌和成分分析80-88
• 5.2.1 不同载荷下转移膜的表面形貌分析80-81
• 5.2.2 不同速度下转移膜的表面形貌分析81-82
• 5.2.3 不同Al_2O_3含量下转移膜的表面形貌分析82-83
• 5.2.4 不同Al_2O_3平均粒径下转移膜的表面形貌分析83-84
• 5.2.5 转移膜成分分析84-88
• 第六章 PTFE基复合材料摩擦起电与摩擦转移和摩擦学性能的关联性88-91
• 6.1 Al_2O_3/PTFE复合材料摩擦起电与摩擦转移的关联性88
• 6.2 PTFE基复合材料摩擦起电与摩擦系数的关联性88-89
• 6.3 PTFE基复合材料摩擦起电与磨损量的关联性89-91
• 第七章 结论与展望91-93
• 7.1 结论91-92
• 7.2 展望92-93
• 参考文献93-98
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研工作98

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 解挺;万媛媛;缪鹏;温丹丹;焦明华;俞建卫;尹延国;;PTFE三层复合材料摩擦过程的界面动态迁移[J];润滑与密封;2010年02期

2 何春霞,史丽萍,沈惠平;纳米Al_2O_3填充聚四氟乙烯摩擦磨损性能的研究[J];摩擦学学报;2000年02期

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本文编号：934619