以水泥為黏結(jié)劑,碳（纖維）氈為增強(qiáng)材料,硅灰為摩擦性能調(diào)節(jié)劑,采用浸漬法制備了不同硅灰含量碳?xì)?水泥復(fù)合材料,研究了硅灰含量對(duì)復(fù)合材料摩擦學(xué)性能的影響,分析了摩擦磨損機(jī)理。結(jié)果表明:隨著硅灰含量的增加,復(fù)合材料的密度先增大后減小,摩擦因數(shù)和磨損率則先減小后增大;在摩擦過(guò)程中,摩擦表面溫度隨時(shí)間的延長(zhǎng)均呈先升高后平穩(wěn)的變化趨勢(shì),穩(wěn)定后的溫度隨硅灰含量的增加先減小后增大;當(dāng)硅灰質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%時(shí),復(fù)合材料摩擦學(xué)性能最好,密度最大(1.53g·cm^-3),摩擦因數(shù)和磨損率最小,分別為0.55和5.32×10^-6 g·N^-1·m^-1,對(duì)應(yīng)磨損表面上的磨痕短且淺,且存在由磨屑形成的均勻連續(xù)潤(rùn)滑薄膜。 

【文章來(lái)源】：機(jī)械工程材料. 2017,41(05)北大核心CSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：5 頁(yè)

【部分圖文】：

圖１摩擦試驗(yàn)試樣布置示意Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｆｏｒｓａｍｐｌｅａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔｏｆｆｒｉｃｔｉｏｎｔｅｓｔ

大，其含量的增加會(huì)使?jié){料的黏度提高。當(dāng)硅灰含量較低時(shí)，漿料黏度較低，在浸漬時(shí)會(huì)直接流出碳?xì)�；硅灰含量較高時(shí)，漿料黏度增大，漿料浸入碳?xì)趾笤谔細(xì)謨?nèi)的含量明顯增加，因此復(fù)合材料的密實(shí)性增強(qiáng)、密度變大；但當(dāng)硅灰含量超過(guò)２０％時(shí)，漿料的黏度過(guò)大和泌水性降低使自身流動(dòng)性變差，加之碳?xì)謨?nèi)部三維碳纖維絲的截流阻礙作用的增強(qiáng)，這些都進(jìn)一步降低了漿料在碳?xì)种械奶畛淠芰�，造成碳�(xì)謨?nèi)的空隙增大，密度反而下降。此外，由于硅灰的密度比水泥的小，硅灰取代水泥后同樣會(huì)使碳?xì)郑鄰?fù)合材料的密度變校圖２碳?xì)郑鄰?fù)合材料的密度隨硅灰含量的變化曲線Ｆｉｇ．２Ｃｕｒｖｅｆｏｒｄｅｎｓｉｔｙｏｆｆｅｌｔ／ｃｅｍｅｎｔｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｗｉｔｈｖａｒｉａｔｉｏｎｏｆｓｉｌｉｃａｆｕｍｅｃｏｎｔｅｎｔ２．２硅灰含量對(duì)摩擦?xí)r表面溫度的影響由圖３可以看出：在兩種轉(zhuǎn)速下摩擦１０ｍｉｎ內(nèi)，試樣的表面溫度均快速升高，這是因?yàn)殡S著摩擦的進(jìn)行，對(duì)偶件表面凸起經(jīng)過(guò)不斷磨損使得咬合量和摩擦接觸面增大，產(chǎn)生的大量熱在短時(shí)間內(nèi)來(lái)不急散失導(dǎo)致表面溫度快速升高；在較高轉(zhuǎn)速下試樣表面的溫度升高比較低轉(zhuǎn)速下的快，這是由于轉(zhuǎn)速大時(shí)對(duì)偶件的動(dòng)能大，摩擦產(chǎn)生的熱量也高。在兩種轉(zhuǎn)速下摩擦２０ｍｉｎ后，試樣的表面溫度均趨于穩(wěn)定。試樣實(shí)際接觸摩擦產(chǎn)生的熱量主要由摩擦表面向試樣內(nèi)部進(jìn)行傳導(dǎo)［２１］和在對(duì)偶件邊緣與空氣進(jìn)行熱對(duì)流散熱，當(dāng)摩擦產(chǎn)熱量與散熱量達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，摩擦表面溫度保持恒定。由圖３還可以看出，隨著硅灰含量的增加，試樣摩擦達(dá)到穩(wěn)定時(shí)的溫度值先減小后增大，當(dāng)硅灰含量為２０％時(shí)的最低，在４８０ｒ·ｍｉｎ－１和８００ｒ·ｍｉ

姜愛(ài)雄，等：硅灰含量對(duì)碳?xì)郑鄰?fù)合材料摩擦學(xué)性能的影響圖６不同硅灰含量復(fù)合材料試樣的磨損形貌Ｆｉｇ．６Ｗｅａｒｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓａｍｐｌｅｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｉｌｉｃａｆｕｍｅｃｏｎｔｅｎｔ內(nèi)，摩擦因數(shù)變化均較平穩(wěn)，說(shuō)明碳?xì)郑鄰?fù)合材料摩擦?xí)r沒(méi)有出現(xiàn)熱衰退現(xiàn)象。圖４不同轉(zhuǎn)速下復(fù)合材料試樣的摩擦因數(shù)與硅灰含量和時(shí)間的關(guān)系曲線Ｆｉｇ．４Ｆｒｉｃｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ－ｓｉｌｉｃａｆｕｍｅｃｏｎｔｅｎｔ（ａ）ａｎｄ－ｔｉｍｅ（ｂ）ｃｕｒｖｅｓｏｆｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓａｍｐｌｅｓａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｏｔａｔｉｏｎａｌｓｐｅｅｄｓ：（ｂ）ｓｉｌｉｃａｆｕｍｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆ２０ｗｔ％２．４硅灰含量對(duì)磨損率的影響由圖５可以看出，復(fù)合材料的磨損率隨著硅灰含圖５不同轉(zhuǎn)速摩擦后試樣的磨損率隨硅灰含量的變化曲線Ｆｉｇ．５Ｗｅａｒｒａｔｅ－ｓｉｌｉｃａｆｕｍｅｃｏｎｔｅｎｔｃｕｒｖｅｓｏｆｓａｍｐｌｅｓａｆｔｅｒｆｒｉｃｔｉｏｎａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｏｔａｔｉｏｎａｌｓｐｅｅｄｓ量的增加均呈先減小后增大的變化趨勢(shì)，在８００ｒ·ｍｉｎ－１下摩擦后試樣的磨損率比在４８０ｒ·ｍｉｎ－１下的大。硅灰含量為２０％時(shí)，４８０，８００ｒ·ｍｉｎ－１轉(zhuǎn)速下復(fù)合材料的磨損率均最小，分別為５．３２×１０－６，６．９３×１０－６ｇ·Ｎ－１·ｍ－１。這是因?yàn)樘砑淤|(zhì)量分?jǐn)?shù)小于２０％的硅灰可以使復(fù)合材料的空隙減少、密度增大，且提高碳?xì)趾退嘀g的結(jié)合強(qiáng)度，最終提高復(fù)合材料的耐磨損性能，降低磨損率。但當(dāng)硅灰含量大于２０％時(shí)，碳

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]以不同形態(tài)硅灰配制的高強(qiáng)混凝土的力學(xué)性能[J]. 閻培渝,張波.  硅酸鹽學(xué)報(bào). 2016(02)
[2]高速列車制動(dòng)盤材料的研究現(xiàn)狀與展望[J]. 盛歡,王澤華,邵佳,錢坤才,周澤華,吳射章.  機(jī)械工程材料. 2016(01)
[3]真空吸漿法制備C/SiC復(fù)合材料及力學(xué)性能研究[J]. 徐立新,管厚兵,楊智偉,郝向忠.  材料工程. 2015(12)
[4]碳?xì)痔幚韺?duì)碳?xì)炙嗷鶑?fù)合材料力學(xué)性能影響[J]. 楊智偉,徐立新,管厚兵,賈纮,馮利邦.  非金屬礦. 2015(06)
[5]膠凝材料對(duì)高強(qiáng)混凝土孔隙和抗壓強(qiáng)度的影響[J]. 倪成林,譚紅琳,周小軍,楊應(yīng)湘,向超.  硅酸鹽通報(bào). 2014(11)
[6]碳/碳復(fù)合材料的載流摩擦磨損性能及機(jī)理[J]. 宋聯(lián)美,張永振,上官寶,趙彥文.  機(jī)械工程材料. 2014(09)
[7]剎車片表面結(jié)構(gòu)對(duì)溫度場(chǎng)影響分析[J]. 吳剛,何卓,黃燦超,吳海華.  三峽大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(03)
[8]三元復(fù)合膠凝體系中硅灰和粉煤灰反應(yīng)程度的確定[J]. 姚武,吳夢(mèng)雪,魏永起.  材料研究學(xué)報(bào). 2014(03)
[9]碳纖維復(fù)合材料剎車片的發(fā)展及應(yīng)用前景[J]. 李建利,張?jiān)?張新元.  材料開(kāi)發(fā)與應(yīng)用. 2012(02)
[10]制動(dòng)摩擦材料中的新型增強(qiáng)材料[J]. 陳輝,吳其勝.  中國(guó)建材科技. 2010(06)



本文編號(hào)：3116106