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摩擦学是一门涉及物理化学、材料学、表面工程学、数学、机械学、力学、热力学等学科的高度交叉的边沿学科。因为摩擦是发生在接触表面之间的相互作用,现代摩擦学被定义属于表面科学的范畴。聚合物复合材料因其结构和性能的可设计性,一直是自润滑密封材料的首选。但因其结构的复杂性和影响摩擦学性能因素的多样性,人们对聚合物及其复合材料的摩擦磨损机理尚未完全了解。 本文以钛酸钾晶须/聚四氟乙烯(PTW/PTFE)体系为研究对象,考察了其摩擦磨损性能、力学性能、硬度等随PTW含量的变化,并分析了各性能之间的内在关系。 PTW的加入,在一定程度上提高了材料的硬度,但差别不大。当PTW含量为15wt.%时硬度最大,约为邵氏硬度69,比纯PTFE高近10%;材料的冲击强度和拉伸强度,随着PTW的加入均得到明显改善。当PTW的填充量为15wt.%时复合材料的冲击强度和拉伸强度最高,其中冲击强度的提高更为明显,比纯PTFE高了约50%,拉伸强度提高了约30%; 在200N,1.4m/s的测试条件下,PTW/PTFE复合材料磨损率随PTW含量的提高呈先下降后上升的趋势,填充量为20wt.%时,磨损率最低,比纯PTFE降低了1000倍;复合材料的摩擦系数随着PTW含量的提高而降低,这是由于PTW的加入,可以有效地减少对磨材料与PTFE的直接接触;随着PTW含量的增加,磨屑逐渐变小,这明显说明PTW能够有效地阻止PTFE带状结构的大面积破坏,改变磨屑形成机理,降低磨损; 一种材料的基本性质取决于其分子结构,特别是聚合物材料,如PTFE,其结晶度、结晶型态和大小以及晶区分布等状态对其最终产品的性质有着重要影响。无机/有机复合材料所表现出来的性质,除取决于两种材料的本征结构外,还受这两种材料相互作用的影响。本文考察了不同填充量的PTW对PTFE结晶过程的影响,并在此基础上分析了结品行为与对其硬度、力学强度以及磨损性能的影响。 PTW有着很强的异相成核能力,它的加入提高了PTW/PTFE复合材料的结晶度和结晶的完整性。随着PTW含量的增加,其结晶度呈先上升后下降的趋势,