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本文主要研究多种填料PTFE基复合材料在与45号钢进行对摩时的摩擦起电现象和摩擦学特性。试验研究了不同工况条件下多种填料PTFE基复合材料的摩擦起电电压、摩擦系数和磨损量变化情况;分析了摩擦过程中摩擦起电电压与摩擦系数、磨损量、摩擦转移之间的关联性。利用光学显微镜和扫描电子显微镜来分析不同工况条件下摩擦过程中的磨损机理。探寻摩擦起电与摩擦学特性之间相互联系的规律,以期能够对摩擦学性能进行调控与优化,具有很好的理论与实际意义。 经试验研究,本文得出的主要结论如下: 1.工况条件对多种填料PTFE基复合材料摩擦起电的影响 复合材料的摩擦起电平均电压整体上随载荷或速度的增大而增大。在相同的速度、载荷和填料含量条件下,复合材料摩擦起电平均电压从低到高依次为:(Gr、MoS2、CF)/PTFE、Gr/PTFE、(Gr、MoS2、CF、GF)/PTFE、(Gr、MoS2、CF、SiO2)/PTFE、(Gr、MoS2、GF)/PTFE(注:Gr代表石墨,CF代表碳纤维,GF代表玻璃纤维)。 在(Gr、MoS2、CF、GF)/PTFE复合材料中,随着GF含量的增加复合材料的平均摩擦起电电压先增大后减小;在(Gr、MoS2、CF、GF)/PTFE复合材料中,随着CF含量的增加复合材料的平均摩擦起电电压逐渐减小;在(Gr、MoS2、CF、SiO2)/PTFE复合材料中,随着SiO2含量的增加复合材料的平均摩擦起电电压整体上呈现逐渐增大的趋势;在填料总体积相同的情况下,含碳量高的复合材料摩擦起电平均电压整体上低于含碳量低的复合材料;同时,含颗粒状填料多的复合材料平均摩擦起电电压整体上高于含纤维状填料多的复合材料。 2.工况条件对多种填料PTFE基复合材料摩擦学特性的影响 复合材料的平均摩擦系数随载荷或速度的增大而逐渐减小,磨损量随载荷或速度的增大而逐渐增大。在(Gr、MoS2、CF、GF)/PTFE复合材料中,随着GF含量的增加复合材料的平均摩擦系数逐渐增大且增大的幅度较低,磨损量随GF含量的增加而逐渐减小;在(Gr、MoS2、CF、GF)/PTFE复合材料中,随着CF含量的增加复合材料的平均摩擦系数先逐渐减小再逐渐升高,磨损量随CF含量的增加而逐渐降低,在CF含量达到10vol%时突然升高;在(Gr、MoS2、CF、SiO2)/PTFE复合材料中,随着SiO2含量的增加复合材料的平均摩擦系数先逐渐减小后逐渐升高,磨损量随SiO2含量的升高先有略微的下降再逐渐升高。 3.多种填料PTFE基复合材料的摩擦起电与其摩擦学特性的关联性 复合材料的摩擦系数整体上随摩擦起电电压的升高而降低;复合材料的磨损量整体上随摩擦起电电压的升高而升高。对偶件上转移膜厚度整体上随摩擦起电电压的升高而逐渐增大;对偶件上转移膜中C、O、F、Si这四种元素的重量百分比和原子百分比随摩擦起电电压的升高都有不同程度的增加。