PTFE的摩擦学改性及填料之间的协同效应研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 曹翠玲 |
| 学位类别 | 理学硕士 |
| 答辩日期 | 2006-05-19 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 阎逢元 |
| 关键词 | PTFE基复合材料 PTFE/FEP合金 摩擦学特性 协同效应 PTFE-based composites PTFE/FEP alloy Tribology property Synergistic effect |
| 学位专业 | 物理化学（含：化学物理） |
| 中文摘要 | PTFE是一种非常重要的工程塑料，具有低的摩擦系数、耐高低温及化学惰性等优良性能，在机械工程领域有着广泛的应用。但由于PTFE机械强度较低，耐负荷性和导热性较差，因而它的耐磨损性能并不理想，纯PTFE在摩擦学使用中容易出现机器部件的早期失效和密封泄漏问题。将具有特定功能、一定含量的一种或多元填料与PTFE共混而制成的PTFE基复合材料，可以实现在保持其自润滑性能的基础上明显提高PTFE的抗磨性的效果。根据前人发现的MoS2-CdO-PTFE/FEP为表面组成的JS三层复合材料有特殊的摩擦现象，本论文对MoS2、CdO及青铜粉单一填料及其多元填料改性的PTFE和PTFE/FEP聚合物复合材料的组成与摩擦学性能的相关性开展了系统的实验研究，并对填料之间可能存在着的摩擦协同作用进行了分析和讨论，研究结果如下。 本论文首先针对PTFE基体，考察了MoS2、CdO及青铜粉填充PTFE时复合材料的摩擦磨损性能。研究表明：上述无机填料的单一加入,均可以显著提高PTFE的抗磨性，尤其以CdO填充的效果最好。在二元填充时，对于CdO和MoS2填充的PTFE复合材料，当CdO含量为22.5%，MoS2含量为7.5%时，PTFE基复合材料具有最佳的摩擦学性能，其摩擦系数为0.16，磨损率为2.98×10-6 mm3(N.m)-1，CdO和MoS2之间明显地表现出良好的摩擦学协同效应；对于CdO和青铜粉填充的PTFE复合材料来讲，CdO和青铜粉在合适的比例时具有一定的摩擦学协同作用，当青铜粉含量为10%时，对应CdO含量为20%时，复合材料的摩擦系数约0.15左右，磨损率约1×10-6 mm3(N.m)-1。实验结果还发现，MoS2和青铜粉之间不具有明显的摩擦协同作用，其二元填充对PTFE的耐磨性虽然有一定程度的提高，但会导致摩擦系数显著增大。 上述的研究结果表明，填加两种具有特殊功能的填料能提高复合材料的摩擦性能，填料之间的比例似乎是一个关键的因素。鉴于此，本论文又制备了PTFE/FEP聚合物合金，并考察了MoS2、CdO及青铜粉两两组合两元填充PTFE/FEP聚合物合金复合材料的摩擦学性能。研究表明，PTFE和FEP具有很好的相似相容性，两者可以形成晶面间距变小的合金化的结晶结构，且两种聚合物发生合金化后变得更加致密。摩擦学实验结果表明，对于PTFE/FEP聚合物合金，CdO和MoS2、CdO和青铜粉在合适的比例时同样存在着摩擦协同效应，所表现出的特性与其在纯PTFE体系中具有相似性。同时，实验结果再次证实了MoS2和青铜粉之间不具有明显的摩擦协同作用。 研究表明，聚合物复合材料的磨损主要是粘着转移形式，随着硬质填料的填加将伴有磨粒磨损现象发生。大量的研究均表明，薄而均匀的转移膜的形成有利于复合材料摩擦学性能的改善，因此，硬质填料的摩擦学改性作用不仅在于增强聚合物基体的机械力学性能，其磨粒作用对形成适宜厚度的转移膜也具有直接的改善效果。 |
| 学科主题 | 功能复合材料 |
| 公开日期 | 2013-05-24 |
| 源URL | [http://210.77.64.217/handle/362003/3010]  |
| 专题 | 兰州化学物理研究所_固体润滑国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 曹翠玲. PTFE的摩擦学改性及填料之间的协同效应研究[D]. 中国科学院研究生院. 2006. |
入库方式： OAI收割
来源：兰州化学物理研究所
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