分別以體積分數(shù)均為25%的石墨（Gr）、二硫化鉬（MoS₂）、氮化硼（BN）和氟化石墨（FG）四種固體潤滑劑為填料,通過混料–冷壓–燒結工藝制備了四種改性聚四氟乙烯（PTFE）材料,對比研究了材料的力學性能、導熱性能和摩擦磨損性能。結果表明:四種填料均會使得PTFE的拉伸強度和斷裂伸長率下降,壓縮彈性模量、壓縮強度和硬度上升;Gr填充的PTFE熱導率最高,耐磨損性能最為突出,體積磨損率比純PTFE降低了2個數(shù)量級,且摩擦系數(shù)僅為0.19;MoS₂填充的PTFE形成的轉移膜最為均勻和致密,摩擦系數(shù)較純PTFE略有升高,但數(shù)據(jù)波動性較小;BN填充的PTFE摩擦系數(shù)僅為0.17,但拉伸性能較差;FG雖然可以降低PTFE的摩擦系數(shù),但改善耐磨損性能的效果較差;四種改性材料摩擦系數(shù)均低于0.25,說明四種潤滑填料均可以使PTFE保持良好低摩擦特性。

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【部分圖文】：

圖2為幾種填充PTFE材料的拉伸強度和斷裂伸長率。由圖中可知,不含填料的純PTFE的拉伸性能最好,拉伸強度為68.1MPa,斷裂伸長率為388%。含填料的PTFE拉伸性能明顯惡化,拉伸強度由大到小分別為:PTFE/FG(56.4MPa),PTFE/MoS2(32.1MPa....

圖4為固體潤滑填料填充PTFE的摩擦系數(shù)和體積磨損率。如圖4所示,純PTFE的摩擦系數(shù)約為0.21,體積磨損率高達1.1×10–3mm3/(N·m),耐磨損性能較差。加入固體潤滑填料(體積分數(shù)均為25%)后,PTFE的體積磨損率出現(xiàn)明顯下降。含有Gr的PTFE耐磨損性能較為突出....

Gr,MoS2與BN三種填料均具有片層狀的晶體結構,層間通過微弱的范德華力連接。在摩擦過程中,三種填料均容易脫出并轉移至對磨的鋼環(huán)表面,并逐漸形成轉移膜(如圖5所示)。由于片層間易受到剪切作用而發(fā)生滑移,因此三種填料可以對基體起到良好的潤滑與保護作用,進而顯著提升了PTFE的耐磨....

無論是宏觀照片還是微觀形貌(如圖6),PTFE/MoS2形成的轉移膜都最為均勻且致密,這解釋了其摩擦系數(shù)曲線為何比較平穩(wěn)。PTFE/Gr的轉移膜上有許多Gr碎片,轉移膜的致密程度不及PTFE/MoS2,但是PTFE/Gr摩擦系數(shù)較低,且熱導率最高,這在一定程度上減弱了摩擦熱的積累....

本文編號：4008177