酚醛/环氧树脂基高承载长寿命润滑涂层的设计制备

来源 :西北师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jiangshan1017
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
固体润滑技术在解决高技术机械的重大润滑和磨损失效问题上,发挥着重要作用。有机树脂粘结固体润滑涂层作为一种制备工艺简单、涂层性价比高、减摩抗磨性能优良的固体润滑技术。如何通过调配树脂体系与润滑填料的组成来发展高承载长寿命润滑涂层材料,突破现有材料性能极限,满足国家高技术设备对高承载、高精度、高可靠性和长寿命的应用要求是一个急需突破的重要瓶颈。发展高承载长寿命润滑涂层目前需解决的问题有两方面:1.要明确基础树脂微观结构(交联密度)对树脂综合性能的影响关系,为发展高承载长寿命润滑涂层奠定坚实的理论基础;2.利用润滑填料的协同作用有效提高涂层的承载能力和耐磨性能。依据上述思路,论文具体研究内容及所获结果如下:1.利用硼酚醛(THC-400)/环氧树脂(EP)的不同配比来有效控制树脂的交联密度,并对其热力学性能、力学性能和摩擦学性能分别进行了测试。选择性能较好的树脂体系向其中添加了不同质量的二硫化钼(Mo S2)、三氧化二锑(Sb2O3)和氟化铈(Ce F3)等润滑填料,制备了EP/THC润滑涂层和EP/THC/Ce F3润滑涂层。对润滑涂层的摩擦学性能进行了研究。结果表明,随着树脂材料交联密度的增大,它的玻璃化转变温度(Tg)和储能模量(E’)呈逐渐增加趋势,弹性模量先增加后减小,磨损率与之相反。当树脂交联密度为936 mol/m~3,树脂材料的弹性模量最大、磨损率最低,分别是1572 MPa和6.02×10-5 mm~3N/m。同时,润滑涂层的磨损寿命随着树脂体系交联密度的增大,先增后减。当树脂交联密度为936 mol/m~3时,树脂体系网络结构中的间隙较小。在EP/THC润滑涂层中,Mo S2和Sb2O3等微粒刚好在该种间隙中能较好的分散,形成机械强度较高的润滑涂层,使得该涂层在4450 N载荷下的磨损寿命达到了437 min。而在EP/THC/Ce F3润滑涂层中,Ce F3的加入破坏了树脂交联结构的连续性从而恶化了润滑涂层的摩擦学性能。2.采用不同比例的硼酚醛(FBB)/环氧树脂(EP)实现对树脂交联密度的精确调控。并分别向各类树脂材料中添加了质量不同的Mo S2、Sb2O3和Ce F3等润滑填料,制成了EP/FBB润滑涂层和EP/FBB/Ce F3润滑涂层。分别测试了不同交联密度树脂材料的热力学性能、力学性能和润滑涂层的摩擦学性能。结果发现,随着交联密度的增大,树脂材料的Tg逐渐增加,弹性模量先增加后减小。树脂交联密度为460 mol/m~3,弹性模量最大为2217 MPa。而对于润滑涂层而言,随着交联密度的增大,其磨损寿命先增大后减小。在交联密度为460 mol/m~3时,对于EP/FBB润滑涂层而言,由于树脂体系中网格结构中的间隙较大,对Mo S2和Sb2O3粒子的束缚性小,填料与树脂的结合性变弱,导致其摩擦学性能较差。在EP/FBB/Ce F3润滑涂层中,随着Ce F3的加入,树脂的网络结构中的间隙正好得到Mo S2、Sb2O3和Ce F3最大程度的填充,树脂对微粒包络得很好,填料与树脂之间的结合能力增强,形成比较均匀致密的润滑涂层,其摩擦学性能明显变好,当载荷大小为4450 N时,寿命高达407 min。3.使用不同配比的线型酚醛(SG)/环氧树脂(EP)达到对交联密度有效控制的目的。同时向该类树脂材料中分别添加了不同质量比的Mo S2、Sb2O3和Ce F3等填料,制备成EP/SG和EP/SG/Ce F3的润滑涂层。对树脂材料的热机械性能和力学性能进行了测试,对润滑涂层的摩擦学性能进行了研究。结果显示,随着交联密度的增大,树脂材料的玻璃化转变温度(Tg)和储能模量(E’)呈现减小后增加的趋势,树脂交联密度为298 mol/m~3时,材料的弹性模量最高(2342 MPa)。但是,随着交联密度的增大,EP/SG润滑涂层的磨损寿命先增加后减小,而对于EP/SG/Ce F3润滑涂层却是逐渐增加的。在EP/SG润滑涂层中,在树脂体系的交联密度为298 mol/m~3时,其树脂体系网络结构中的间隙变得更大,对Mo S2和Sb2O3粒子的粘附性变得更差,但是树脂体系的韧性较好,所以该涂层的摩擦学性能相对较好。但对于EP/SG/Ce F3润滑涂层而言,在交联密度为390 mol/m~3时,树脂体系网络结构中的间隙得到Mo S2、Sb2O3和Ce F3与很好的填充,润滑涂层结构比较均匀。比重较大的线性酚醛中的极性基团较多,增强了填料与树脂的结合力,弥补了树脂体系韧性的不足,使得润滑涂层的机械强度增强,磨损寿命达到397 min(载荷4450 N)。
其他文献
新课改引领下的问题驱动法不只是一种新型的教学方式,还能激发学生的自主学习意识,将其引入初中数学教学中,则更能在注入教育活力的同时,帮助学生在日后的数学学习中更快、更好地掌握数学知识、数学技巧。
期刊
发光液晶材料经取向后可获得线/圆偏振荧光,因而在显示、有机发光二极管、存储、防伪等有机光电领域具有广阔的应用空间。盘状液晶自组装形成的柱状结构为载流子提供了理想的一维传输通道,然而也正是因为自组装形成柱状结构的驱动力来自中心芳香核之间的π-π相互作用和大的分子轨道重叠,导致了盘状液晶分子在柱状结构中的荧光淬灭,因而使得盘装液晶材料在有机半导体领域的应用拓展有限,例如大部分情况下只能作为载流子传输层
学位
AZ系镁合金由于具有比强度高,导热性能好,电磁屏蔽性和阻尼性能好等优点,在车辆交通、3C电子等领域有着极其广阔的应用前景。气胀成形与冲压拉深成形是实现镁合金板材薄壁化、轻量化的重要成形方法,但两种成形方法所得材料的厚度均匀性比较差,但具有互补性。由于镁合金的六方密堆结构,可开动的滑移系少,使得镁合金的室温塑性变形能力差。因此,研究如何通过热处理、成形方法和成形工艺来提高镁合金薄板的均匀变形能力具有
学位
环氧树脂(EP)因其优异的综合性能,已被用于各类产品。但是,其易燃性限制了它在高端产业的应用。我国在普通EP材料方面供大于求,但是高端的阻燃EP材料仍然依赖于进口。因此,提高EP的阻燃性能是其发展的重中之重。氢氧化镁(MH)为优良的无机阻燃剂,由于其价格低廉、绿色环保等优异特点被广泛用于各类聚合物材料中;但由于其添加量大,影响了聚合物的力学性能而被限制使用。本论文基于此原因,通过对MH有机功能化改
学位
高锰高铝钢具有高抗拉强度、高韧性和低密度等优良的力学性能,被广泛应用于海工、汽车和非磁钢等领域。但是,高锰高铝钢的连铸生产中存在着反应性问题,主要原因是[Al]含量较高,与传统Ca O-Si O2基保护渣中的Si O2发生反应,从而恶化保护渣性能。因此,为避免钢-渣反应的发生,摒弃传统Ca O-Si O2基保护渣采用Ca O-Al2O3基低反应性保护渣用于高锰高铝钢的连铸工艺。本文首先确定Ca O
学位
预制菜产业涉及农业种植、农产品深加工、食品制造转型、餐饮消费等多领域,“串联”三次产业,具有领域广、链条长的属性,在促进三产融合,推动乡村振兴、推进新型工业化、实现城乡共兴和共同富裕等方面均具有显著的积极意义。可以预见,预制菜将面临重大发展机遇。为此,本刊特邀西华大学川菜调味品产业技术研究院院长车振明,四川旅游学院党委常委、副校长任迎伟,成都大学四川省预制川菜研究院院长王卫,针对四川预制菜产业发展
期刊
随着人口增长和经济飞速发展,地处内陆的西部地区常年由于水分的蒸发量大于降雨量,使得耕地面积在逐年减少,荒漠化越来越严重,同时,受气候影响,植物生长缺少适当的土壤温度,致使植被种类也在递减。所以,研究节水和土壤调温材料迫在眉睫。在干旱地区使用高吸水调温材料,一方面可以避免土壤中的原有水分流失,从而避免一些地质灾害,另一方面,相变材料的使用能有效调节土壤温度,优化了植物生长的水土条件。正是由于黏土本身
学位
船板钢的服役环境很苛刻,对其耐腐蚀性的要求很高。利用飞秒激光在船板钢表面制备微纳结构可使表面具有疏水性或超疏水性,从而显著提高耐腐蚀性;同时也可抑制海洋微生物的附着、生长和对钢的腐蚀,降低舰船阻力和油耗。本文通过优化扫描速度、脉冲能量、重复频率、扫描间距等飞秒激光参数,在热轧船板钢表面制备微纳结构,并通过低表面能处理得到超疏水表面。利用扫描电镜和三维轮廓仪,对微纳结构的表面形貌和轮廓形貌进行表征,
学位
随着生态文明环保理念的出现,国家对生态环境保护力度不断增强,对各行业中影响环境施工技术进行管控,对于水利施工而言,如果建设过程中影响到了附近的环境会导致生态受到影响,不利于我国可持续发展理念。从这个角度出发逐渐出现了水土保持生态修复技术,为保护生态环境做出了贡献。本文主要探讨水土保持生态修复技术的运用,希望为后续水利施工提供帮助。
期刊
报纸