【摘 要】
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聚四氟乙烯(PTFE)因具有优良的化学稳定性、热稳定性和自润滑性等特点已被广泛应用于各行各业,然而其耐磨性和力学性能较差,这限制了其在摩擦领域的应用。本文以青铜粉(Bronze)、碳化硼(B4C)以及Bronze/B4C复合为填料,采用粉末冶金的方法制备了PTFE复合材料,研究了填料的组成、含量以及工况条件等因素对材料摩擦学性能的影响,采用超景深显微镜和扫描电镜分别观察了对偶面和复合材料磨损表面形
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聚四氟乙烯(PTFE)因具有优良的化学稳定性、热稳定性和自润滑性等特点已被广泛应用于各行各业,然而其耐磨性和力学性能较差,这限制了其在摩擦领域的应用。本文以青铜粉(Bronze)、碳化硼(B4C)以及Bronze/B4C复合为填料,采用粉末冶金的方法制备了PTFE复合材料,研究了填料的组成、含量以及工况条件等因素对材料摩擦学性能的影响,采用超景深显微镜和扫描电镜分别观察了对偶面和复合材料磨损表面形貌,并且分析了其磨损机理,此外还考察了改性后复合材料的物理、力学性能。得到如下结论:1.在本文研究范围内,无论是何种填料,PTFE复合材料的密度、硬度均随填料含量的增加而增大;PTFE复合材料的压缩强度均随填料含量的增加先增大再减少。2.Bronze/B4C单独和复合填充均改善了PTFE复合材料的物理、力学性能,尤其是压缩性能,30%Bronze和9%B4C单独填充的压缩强度较纯PTFE提高了约60.7%和48.2%,而12%Bronze+6%B4C复合填充时也提高了36.4%。3.在载荷30N、转速300r/min,滑行时间60min的摩擦试验条件下,Bronze单独填充PTFE复合材料的最优成分为30%;B4C单独填充改性的最优成为6%;复合填充改性的最优成分为12%Bronze+6%B4C。4.采用现代测试技术表征复合材料和对偶钢球磨损表面的形貌,初步探究PTFE复合材料的磨损机理,发现单独填充最优成分的主要磨损机理均为粘着磨损,复合填充最优成分的主要磨损机理为磨粒磨损。5.30%Bronze/PTFE、6%B4C/PTFE、(12%Bronze+6%B4C)/PTFE这三种复合材料在本文研究范围内,其摩擦系数均随载荷的增大先减小后增大,磨损率均随载荷的增大而增大。30%Bronze/PTFE、6%B4C/PTFE、(12%Bronze+6%B4C)/PTFE这三种复合材料在本文研究范围内,其摩擦系数均随转速的增大而减小,磨损率均随转速的增大而增大。6.根据不同载荷、转速下复合材料和对偶钢球磨损表面的显微形貌,发现载荷和转速均是通过改变摩擦副表面温度来影响复合材料的摩擦磨损性能。这三种复合材料的主要磨损机理均为粘着磨损。
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