纳米Si3N4增强PA66复合材料的力学和摩擦学性能研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 杨文进 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2007-10-26 |
| 授予单位 | 中国科学院金属研究所 |
| 授予地点 | 金属研究所 |
| 导师 | 隋国鑫 |
| 关键词 | 纳米Si3N4 尼龙66 固体润滑剂 力学性能 摩擦学 |
| 其他题名 | Mechanical and Tribological Properties of nano-Si3N4 Reinforced Polyamide 66 nano-Composites |
| 学位专业 | 材料学 |
| 中文摘要 | 尼龙66具有优异的力学性能、良好的自润滑性，作为金属对偶材料在摩擦学工程中得到广泛应用。但是在某些特定的工况条件下，纯尼龙树脂还不能满足工程应用对耐磨性能的要求,需要通过各种改性手段来改善其摩擦磨损性能。 本论文通过在尼龙66树脂里添加纳米Si3N4、石墨和聚四氟乙烯制备了一系列尼龙66复合材料，系统研究了其力学和摩擦学性能。分别讨论了纳米Si3N4含量、固体润滑剂以及填料分散性对尼龙66复合材料的力学和摩擦学性能的影响，并探讨了其摩擦磨损机理。 对Si3N4/PA66复合材料的研究表明，在纳米Si3N4含量较低时拉伸强度和弯曲强度变化不明显。随着纳米Si3N4含量的增加，材料中纳米颗粒的团聚导致其弯曲强度和拉伸强度降低。Si3N4/PA66复合材料的摩擦系数随着纳米Si3N4含量的增加一直降低，磨损率随着纳米Si3N4含量的增加先降低，在达到最小值后有小量的上升。 对Si3N4+graphite+PTFE/PA66复合材料的研究表明，固体润滑剂的加入降低了尼龙66复合材料的力学性能，却大大改善了复合材料的减摩耐磨性能。此外，加入固体润滑剂后，尼龙66复合材料的摩擦系数和磨损率随着纳米Si3N4含量的增加而降低。但过高的纳米Si3N4含量将导致摩擦系数和磨损率的增加。在一定的纳米Si3N4含量下，材料表现出最佳的摩擦学特性。 Si3N4/PA66和Si3N4+graphite+PTFE/PA66复合材料试样在摩擦过程中，磨屑里的Si3N4反向镶嵌到试样的摩擦表面，使之得到局部强化，提高了材料的耐磨性能。但是当纳米Si3N4含量较高时，出现严重的磨粒磨损，摩擦面比较粗糙，转移膜较厚而且与对摩副的结合较差。 对纳米颗粒和石墨进行高能球磨预处理，对螺杆组合进行结构优化，以期改善Si3N4+graphite+PTFE/PA66复合材料中填料的分散性，得到较好的力学和摩擦学性能。通过优化螺杆组合可以使制备出的复合材料力学性能得到加强，而球磨的同时进行优化螺杆组合处理对复合材料的力学性能影响较小。优化螺杆组合可以较大幅度降低复合材料的摩擦系数和磨损率。球磨的同时进行优化螺杆组合处理可以有效地降低复合材料的摩擦系数，但是对磨损率的影响较小。 尽管双螺杆挤出机熔融共混法制备的纳米颗粒增强尼龙66复合材料的摩擦学性能得到了一定的提高，经过高能球磨和优化螺杆组合后使纳米颗粒分散性有一定的改善，并且对摩擦磨损性能也起到了一定的影响。但是纳米颗粒在聚合物基体中仍然没有达到纳米级的分散，尼龙66的纳米颗粒改性还有许多工作值得深入探讨。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-10 |
| 页码 | 75 |
| 源URL | [http://ir.imr.ac.cn/handle/321006/17096]  |
| 专题 | 金属研究所_中国科学院金属研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 杨文进. 纳米Si3N4增强PA66复合材料的力学和摩擦学性能研究[D]. 金属研究所. 中国科学院金属研究所. 2007. |
入库方式： OAI收割
来源：金属研究所
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