具有自身选择性转移效应的改性超高分子量聚乙烯的摩擦学特性研究

发布时间：2020-07-19 19:13

【摘要】：铜合金对钢在排除铜氧化的边界润滑剂中摩擦时产生的一种特殊的、其成分有选择性的金属转移效应称为选择性转移。以往关于选择性转移的研究,主要是以铜-钢或钢-钢摩擦副为对象,在各种选择性转移介质,例如甘油、三乙醇胺或添加了选择性转移添加剂的润滑剂的边界润滑条件下开展的;然而,对于能自身产生选择性转移效应而无需选择性转移介质润滑的聚合物复合材料的研究却鲜见报道。 本文将选择性转移原理应用于聚合物材料的改性,根据选择性转移要素对聚合物复合材料结构进行摩擦学设计,聚合物复合材料摩擦学设计的目标是:将聚合物复合材料构成为一种无需外加选择性转移介质润滑,而能够在与钢干摩擦过程中形成选择性转移系统,自动实现选择性转移效应的新型聚合物复合材料。为此,本文选用超高分子量聚乙烯(UHMWPE)这种优异的热塑性塑料类摩擦学材料为基体,以Schiff碱铜络合物和甘油—聚乙烯微胶囊作为添加成分,通过共混改性技术,研制成功一种用15%Schiff碱铜络合物加5%甘油—聚乙烯微胶囊改性的UHMWPE(记作SCG-UHMWPE)复合材料;并且通过摩擦学试验证实了这种SCG-UHMWPE复合材料的自身选择性转移特性。 销—盘摩擦磨损试验和环—块摩擦磨损试验表明,SCG-UHMWPE复合材料作为静件(销或块试样)与GCr15钢(盘或环试样)配副进行干摩擦,在轻载和高的相对滑动速度(1.3m/s、2.6m/s、3.9 m/s和4.4m/s)下,都能正常运行:当相对滑动速度足够高(例如2.6m/s、3.9 m/s和4.4m/s)时,SCG-UHMWPE/GCr15钢摩擦副的摩擦磨损特性比纯UHMWPE/GCr15钢摩擦副和铜粉改性的UHMWPE/GCr15钢摩擦副的摩擦磨损特性有显著的改善。在环—块摩擦磨损试验中,SCG-UHMWPE/GCr15钢摩擦副在3.9m/s的相对滑动速度下能正常运行,而纯UHMWPE/GCr15钢摩擦副和铜粉改性的UHMWPE/GCr15钢摩擦副却不能正常运行。在较低的相对滑动速度(1.3m/s)下使用这种聚合物复合材料,它与纯UHMWPE相比,也基本上不降低摩擦磨损性能,这是十分难能可贵的材料性能。 在干摩擦条件下,SCG-UHMWPE/GCr15钢摩擦副的摩擦磨损特性不同于纯UHMWPE/GCr15钢摩擦副。纯UHMWPE/GCr15钢摩擦副的摩擦学行为可用塑料摩擦学的一般理论解释,但塑料摩擦学的一般理论解释不了SCG-UHMWPE/GCr15钢摩擦副的摩擦磨损特性。SCG-UHMWPE/GCr15钢摩擦副的摩擦学行为只能用选择性转移机理合理地加以解释:足够高的相对滑动速度所产生的摩擦热,优先使熔点比UHMWPE低的作为填料的
【学位授予单位】：机械科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TH117.2
【图文】：

院硕士学位论文第四章UMHWPE在于摩擦条件下的摩擦学行为(销一、摩擦温升等数据的动态采集和处理由武汉材料保护研究所研制处理系统”进行。STS型销盘试验机为倒置式销盘结构，具有磨影响磨损测试的特点。STS型销盘试验机采用高精度涡流差动式的磨损随试验时间的变化规律。试验机由机械系统、控制柜和计4.1所示。图中左边试验仪器为控制柜，右边仪器为机械系统，所用台式计算机，故在图中没有标示出来。

本文编号：2762847