發(fā)布時間：2020-11-17 09:08

　　 本文選用石墨和二硫化鉬為填料制備了PTFE(聚四氟乙烯)為基體的復合材料,主要研究了PTFE基復合材料與304不銹鋼對摩時在鋼盤表面上形成的轉移膜,探討了轉移膜的形成過程及形貌表征,同時研究了摩擦起電的相關規(guī)律。我們研究了在不同工況條件下的PTFE基復合材料形成的轉移膜,將其形貌參數(shù)與復合材料的摩擦學特性進行關聯(lián),提出量化轉移膜的方法,分析聚合物復合材料轉移膜的減摩耐磨機理�？疾炝瞬煌�工況以及填料含量對摩擦起電的影響,同時也分析了復合材料摩擦起電性能與摩擦學性能的相關性。在本論文的試驗范圍內,主要得到以下結論:1.摩擦條件對轉移膜的影響摩擦時間的影響:PTFE基復合材料摩擦磨損過程中,在對偶面上形成的轉移膜覆蓋率在15s到45s內有一個短暫的減少過程,而后在1min到35min轉移膜覆蓋率又逐漸增加。在20min左右達到較為穩(wěn)定狀態(tài),之后覆蓋率變化不大,最終維持在88%左右。當摩擦開始瞬間聚合物發(fā)生劇烈磨損,在極短時間(15s)內在鋼盤表面形成較厚的轉移膜,之后轉移膜厚度隨著時間逐漸減小,最終達到相對穩(wěn)定階段,并且在小范圍內上下波動。載荷和速度的影響:隨著載荷的增加,轉移膜的覆蓋率整體上呈現(xiàn)增加的趨勢,不同載荷下轉移膜的厚度相差不大,載荷對厚度的影響不明顯。隨著速度的增加,轉移膜的覆蓋率整體上呈現(xiàn)先減小后增加的趨勢,在速度為0.4m/s時轉移膜的覆蓋率最低,只有84.85%。速度對轉移膜的厚度影響非常明顯,隨著速度的增加,轉移膜的厚度也隨之增加,并且線性相關性很強。石墨和二硫化鉬對轉移膜形貌參數(shù)的影響類似,它們含量的增加都有利于增加轉移膜的覆蓋率,并且隨著含量的增加,轉移膜的厚度會逐漸減小。2.摩擦條件對摩擦系數(shù)和磨損量的影響隨著載荷的增加,摩擦系數(shù)逐漸減小,磨損率逐漸增大。隨著速度的增加,摩擦系數(shù)整體上隨著時間逐漸減小,磨損率逐漸增加,當速度小于0.4m/s時,磨損率增加較慢,但是當速度大于0.4m/s時,聚合物的磨損率急劇增加。石墨和二硫化鉬含量的增加都會降低復合材料的磨損率,且二硫化鉬降低的作用更明顯。復合材料摩擦系數(shù)隨石墨含量的增加呈現(xiàn)減小的趨勢,但是二硫化鉬含量的增加使得摩擦系數(shù)出現(xiàn)稍稍的增加。3.摩擦起電對轉移膜以及摩擦學性能的影響轉移膜覆蓋率隨著摩擦起電電壓的增加而逐漸增大,轉移膜厚度隨著摩擦起電電壓的增加呈現(xiàn)先減小后增加的趨勢。復合材料摩擦系數(shù)隨著起電電壓的增加而減小,且電壓越大摩擦系數(shù)降低的越快。磨損率隨起電電壓的增加而增加。4.轉移膜參數(shù)與摩擦系數(shù)和磨損率的關系摩擦系數(shù)隨轉移膜覆蓋率增加緩慢降低。磨損率與轉移膜覆蓋率具有很好的相關性,當覆蓋率增加時磨損率逐漸降低。摩擦系數(shù)隨轉移膜厚度增加而降低。磨損率隨轉移膜厚度的減小而降低,當轉移膜厚度較大時磨損率變化較快。
【學位單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：O313.5;TB33
【部分圖文】：

第二章 試樣制備與試驗方案2.1 試樣的制備2.1.1 試樣的原材料及其性質1. 試樣的原材料試樣的基體材料為聚四氟乙烯（PTFE）；填料一為石墨（Gr）；填料二為二硫化鉬（MoS2）。2. 原材料的性質（1）聚四氟乙烯（PTFE）聚四氟乙烯（Polytetrafluoroethene，PTFE）是一種白色有蠟狀感的高分子材料，常溫下呈白色粉末狀，平均粒徑為 30μm。PTFE 在掃描電鏡下的照片如圖 2.1所示，從照片中可以看出 PTFE 易團聚。該聚合物具有吸水性，應將其放在干燥處保存并隔絕空氣。這種高分子化合物是由四氟乙烯聚合而成，其結構簡式為-[-CF2-CF2-]n-，分子結構簡圖和 EDS 譜分別如圖 2.2 和圖 2.3 所示。

中最小的表面張力所以粘附性不強；耐低溫機械韌性；無毒害，具有生理惰性，植入人異的電氣性能；高潤滑，具有塑料中最小的有非常低的摩擦系數(shù)，但是由于其分子間的物強，難彎曲，大分子間的纏結難發(fā)生，所以 性能較差，并且在受載時容易發(fā)生蠕變現(xiàn)象些填料使得復合材料具有較高強度和較好的耐Gr）ite，Gr），分子式：C，分子量：12.01，是元與周邊另外三個碳原子（排列方式呈蜂巢式共價分子。由于每個碳原子均會放出一個可石墨是一種比較軟的礦物，它的用途包括制片如圖 2.4 所示，從圖中可以看出石墨的層狀5g/cm3，熔點為 3652℃，電阻率為（8-13）×

（a）石墨的 EDS 譜圖 圖 2.5 石墨的Fig 2.5 EDS analy（3）二硫化鉬（MoS2）二硫化鉬（molybdenum disulfide，體粉末，平均粒徑為 7μm，密度為 4.80電鏡照片。二硫化鉬為六方晶系的層狀每個鉬原子被六個硫原子包圍，只有硫較強，硫與硫原子結合較弱，故硫與硫易發(fā)生滑移，這些滑移面粘附在對偶表鉬層狀結構間的滑移，從而降低了摩擦所示。
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本文編號：2887322