碳系材料填充PTFE基復(fù)合材料摩擦磨損性能研究.pdf

1、制備高性能聚合物基復(fù)合材料是提高機件耐磨性能的重要途徑，顆粒和纖維填充PTFE聚合物基復(fù)合材料具有良好的耐磨性能，且比重輕、絕緣性能好，適用于航空、電子、計算機等高、精、尖領(lǐng)域代替某些金屬、合金用以減輕結(jié)構(gòu)重量、提高機構(gòu)的靈便性。碳系材料產(chǎn)品豐富，有關(guān)碳系材料填充PTFE復(fù)合材料摩擦磨損性能的系統(tǒng)研究尚十分少見。 本課題主要探討以石墨，碳黑，碳纖維和碳納米管等碳系材料填充改性的PTFE摩擦磨損性能。利用MM-200型磨損

2、試驗機考察了在干摩擦滑動磨損條件下，PTFE基復(fù)合材料的磨損量、摩擦系數(shù)，對其與磨損外部條件(載荷)和材料的內(nèi)部因素(填料的含量、粒徑、種類)的關(guān)系進行了較為系統(tǒng)的研究，結(jié)合SEM形貌圖對磨損機理進行了分析。結(jié)果表明：隨載荷增加，碳系材料填充PTFE復(fù)合材料的磨損量增大，摩擦系數(shù)減??；隨填充材料含量的增加，PTFE基體復(fù)合材料的耐磨性能明顯提高，而摩擦系數(shù)略有增大，且隨含量增大變化較小。PTFE中碳纖維和軟碳的最佳含量為7％，硬碳最佳含

3、量為10％。在耐磨性能方面，碳黑填充改性效果最好，其它依次是碳納米管、硬碳、碳纖維、軟碳和石墨；在摩擦性能方面，石墨-PTFE復(fù)合材料的摩擦系數(shù)最低，碳納米管和軟碳填充復(fù)合材料摩擦系數(shù)相近，硬碳和碳黑填充復(fù)合材料摩擦系數(shù)最大。結(jié)果還表明，納米級石墨比微米級石墨改性效果好；而納米碳黑改性效果不及微米碳黑。SEM形貌圖象表明，石墨填充復(fù)合材料主要是犁削磨損，其它材料填充復(fù)合材料主要是粘著磨損，隨載荷增大，粘著磨損加劇，且隨含量增大，由粘著磨