PTFE复合材料与其转移膜的摩擦学对应性研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 王云霞
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| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2007-05-16 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 阎逢元 |
| 关键词 | PTFE复合材料 转移膜 二次转移 耐磨寿命 摩擦学性能 PTFE composites Transfer film Second transfer Wear life Tribological properties |
| 学位专业 | 物理化学（含：化学物理） |
| 中文摘要 | 转移膜的形成及与对偶表面的结合状态是摩擦学材料的重要参数，也是材料呈现润滑性的重要表现。前人对转移膜的研究大多采用直观观测和元素分析等手段来获取转移膜存在的证据，而对转移膜自身的性能以及它与整体材料宏观摩擦学性能的相关性等问题尚缺乏直接的研究数据。量化探索材料的摩擦学特性与其转移膜性能的相互关系将有助于更深入地了解材料的摩擦学本质。本论文以PTFE及其复合材料作为主要研究对象，通过独特的实验设计，量化研究了PTFE复合材料转移膜自身的摩擦学性能，考察了填料种类、含量、转移膜形成时间和对偶材料等因素对转移膜摩擦学性能以及材料二次转移行为的影响，将转移膜的减摩耐磨特性与基体聚合物材料的性能进行了关联。本论文从新的角度开展了对转移膜的认识，并对聚合物材料中填料的摩擦学作用机理进行了探讨，获得了一些新的、有重要参考价值的研究结果，提出了有一定创新意义的观点。所得到的主要结论如下： 1. 填料种类对PTFE复合材料及其转移膜的摩擦学性能具有显著影响。无机填料/PTFE复合材料转移膜的耐磨性与其整体材料的耐磨性存在良好的对应性，即磨损率较低的PTFE复合材料其转移膜的耐磨寿命较长。而聚合物/PTFE复合材料的摩擦学性能与其转移膜的摩擦学性能之间不存在对应关系。纯PTFE以及PI、FEP、Ekonol填充的PTFE复合材料所形成的转移膜薄，耐磨寿命短，在0.5N载荷时，稳定循环寿命不超过50次。相同条件下石墨、MoS2、铝粉和青铜粉填充的PTFE复合材料，其转移膜的耐磨寿命明显增长。 2. 形成稳定转移膜后，适当延长形成时间可使转移膜的连续性提高，但对转移膜的摩擦学性能影响较小。bronze/PTFE复合材料的磨损率随填料含量的增加而降低，并对应着转移膜寿命的相应延长。而形成时间对15vol.%PI/PTFE复合材料转移膜的形貌和耐磨寿命影响很小。材料结晶度的变化可能是导致转移膜与其聚合物材料耐磨性之间对应性改变的原因。 3. 基底材质对转移膜的摩擦寿命具有显著影响。对偶为45#钢时，bronze/PTFE复合材料和相应转移膜的摩擦学性能均优于与2024Al对磨的结果。而基底材料的变化并不影响转移膜摩擦学性能与基体复合材料摩擦学性能之间的对应性。 4. PTFE复合材料的二次转移行为与其耐磨性呈反对应关系，磨损率较大的PTFE复合材料其转移润滑性能较好。填料种类、含量、对偶运动方式和基体材料等因素均影响PTFE复合材料向金属表面的二次转移。相同条件下graphite/PTFE复合材料的转移润滑性能最好，PTFE、Ekonol/PTFE和aluminum/PTFE次之。除graphite/PTFE复合材料外，其它PTFE复合材料在填料含量为5vol.%时的转移润滑效果优于15vol.%和25vol.%时。当对偶钢球由45#钢表面向聚合物表面运动时，新鲜表面的产生对PTFE复合材料的二次转移行为具有重要影响。PTFE、15vol.%MoS2/PTFE和15vol.%bronze/PTFE材料在2024Al表面的转移润滑效果好于45#钢表面。 |
| 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/362003/3019]  |
| 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 | 王云霞. PTFE复合材料与其转移膜的摩擦学对应性研究[D]. 中国科学院研究生院. 2007. |
入库方式： OAI收割
来源：兰州化学物理研究所
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