纳米碳杂化材料增强环氧树脂复合涂层的制备及其摩擦学性能研究

发布时间：2021-03-22 21:46

　　随着航空航天、交通运输以及机械制造等工业的蓬勃发展,对机械传动零部件的可靠性和寿命提出了更高的要求,特别是在苛刻的摩擦运行条件下,材料表面极易因发生磨损而引发摩擦零部件失效。聚合物纳米复合涂层以其优异的耐腐蚀、化学稳定性和突出的减摩耐磨性被广泛的应用在轴承、齿轮等零部件的表面以提高其摩擦学性能。其中,纳米碳材料因其微观结构、良好的力学和摩擦学性能成为改善聚合物复合涂层减摩耐磨性能的“明星”材料。但纳米碳材料存在的易团聚、难分散问题,常常制约其性能的发挥。基于此,本论文重点通过在纳米碳材料表面制备不同维度（零维、一维和二维）且具有自润滑性的纳米材料,构筑纳米碳杂化材料解决其团聚问题,同时更好地发挥二者间的协同作用,最终获得具有良好减摩耐磨性的聚合物自润滑复合涂层。在此基础上,重点研究了不同类型纳米碳杂化材料对聚合物复合涂层摩擦学性能的增强机制。具体如下:（1）研究了一维碳纳米管（CNT）与零维硫化锌（ZnS）对环氧树脂（EP）复合涂层的协同增强作用机制。具体为:采用一步水热法成功的使ZnS原位合成在CNT表面,制备出CNT/ZnS杂化材料。采用XRD、Raman和TEM等测试手段对杂化材... 

【文章来源】：江苏大学江苏省

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

聚合物复合涂层的基本构成

江 苏 大 学 硕 士 学 位 论 文 (CNF) 是一种新型纳米碳材料，具有与 CNT 相似的力学。CNF 与 CNT 的主要区别特征是堆叠的不同形状的石墨烯人字形 (图 1.3)。CNF 的独特之处在于其整个表面区域都可化活化 CNF 可产生一系列含氧基团而不降低其主链结构的NT 更大的功能化表面积，这意味着 CNF 可以作为优良的改通过两种方法制备。一种是催化热化学气相沉积生长，另一理。此外，CNF 具有高强度、高模量和优异的润滑性能，使28]。

纳米碳杂化材料增强环氧树脂复合涂层的制备及其摩擦学性能研究康斯坦汀·诺沃肖洛夫通过透明胶带剥离出单个的石墨烯层 (图 1.4)。这导致了二维 (2D材料的产生，也标志着成功制备石墨烯的开始[29]。石墨烯是由碳原子组成，其层厚度仅为0.335nm。这些 sp2 键合碳原子紧密排列在二维六边形的结构中，赋予石墨烯独特的热、电、机械和摩擦学性能，如高强度和易剪切能力。此外，它具有大的比表面积和分层结构使其更容易进入摩擦副的接触界面，从而防止粗糙表面的直接接触并减少摩擦和磨损。同时，作为二维材料，石墨烯有着极强的屏蔽作用，故在摩擦过程中能有效的抑制对磨损表面的腐蚀和磨损，从而避免引起更严重的磨损[30]。

【参考文献】：
期刊论文
[1]Combined effect of the use of carbon fiber and seawater and the molecular structure on the tribological behavior of polymer materials[J]. Zhiqiang WANG,Jing NI,Dianrong GAO.  Friction. 2018(02)
[2]纳米碳材料摩擦学应用的最新进展和未来展望[J]. 薛勇,杨保平,张斌,张俊彦.  材料导报. 2017(05)
[3]新型纳米碳材料的应用新进展[J]. 李亚男,何文军,杨为民.  化工新型材料. 2014(03)
[4]摩擦学系统的系统理论研究和建模[J]. 谢友柏.  摩擦学学报. 2010(01)
[5]粘结固体润滑膜及其应用[J]. 陈建敏,冶银平,党鸿辛.  摩擦学学报. 1994(02)



本文编号：3094533