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由于内部具有发达的多孔结构,多孔聚合物润滑材料能够吸入并储存润滑油,而在工作中因温度和压力的耦合作用润滑油又能够连续稳定地被挤出,在材料表面上形成润滑膜,可以长时间起到良好的自润滑作用,具有广阔的应用前景。本文首先采用模压滤取和高温真空浸渍相结合的方法制备了碳纳米管多孔PEEK自润滑复合材料。研究了纳米物质含量、载荷等因素对复合材料摩擦磨损性能的影响,结合扫描电子显微镜(SEM)对复合材料内部结构、摩擦表面以及对偶面等进行多角度观察和分析,探讨了相关摩擦磨损机理。应用有限元模拟方法研究PEEK复合材料摩擦热、摩擦系数、接触压力、温度之间的关系。为进一步揭示孔结构-摩擦性能之间的内在规律,摩擦面上自润滑膜的形成及转移机理,建立模型,通过对摩擦热-应力耦合场中PEEK复合材料的自润滑机理进行数值模拟,分析孔径大小、孔隙率等参数对多孔PEEK材料力学性能和摩擦学性能的影响。论文的主要研究内容和结论可归纳如下:1.与纯PEEK相比,多壁碳纳米管填充的多孔PEEK复合材料能够显著的降低摩擦系数和磨损率,1-10wt.%的多壁碳纳米管,明显提高了多孔PEEK复合材料的耐磨性。当微孔形成剂NaCl的含量为30wt.%和多壁碳纳米管(MWCNTs)为5wt.%时,纳微多孔级PEEK复合材料的磨损率、摩擦系数达到的最低,分别为1.12 × 10-15m3/Nm和0.0213。在干摩擦条件下耐磨性是纯PEEK的303倍以上,是经典PEEK/CF复合材料的7.8倍以上。2.本文根据聚醚醚酮(PEEK)复合材料在持续旋转双环摩擦运动作用下端面摩擦热产生的特点,运用有限元方法建立二维轴对称模型,研究复合材料的实时温度场分布,考察了摩擦系数、填充物的种类及载荷对PEEK基复合材料的温度场分布的影响,分析端面摩擦热对复合材料摩擦学性能的影响。同时,通过实验得到PEEK基复合材料的摩擦系数、磨损率、摩擦时端面的最高温度等数据。最后,选取纯PEEK来验证模拟方法的可行性。研究结果表明:模拟得到的最高温度值和实测值误差小于2%,有限元方法可以比较准确的预测树脂基复合材料连续摩擦过程中任意时刻任意位置的温度值,为树脂基复合材料的摩擦学设计及工程应用提供参考。3.针对自润滑烧结材料的结构特征,建立了有限元分析模型,对高温自润滑材料孔隙中润滑剂的挤出过程进行了数值分析,研究了摩擦热-应力耦合作用对自润滑材料孔隙中润滑剂的驱动作用,以及自润滑材料表层的孔隙结构参数对润滑剂挤出量的影响。研究结果将有助于探讨高温自润滑材料孔隙中润滑剂的贮存深度、自润滑材料使用寿命问题,为高温发汗自润滑材料的设计及润滑控制研究提供依据。