碳納米/高分子復(fù)合材料機(jī)械與摩擦性能分子動力學(xué)研究
發(fā)布時間:2021-08-02 10:14
高分子材料憑借其優(yōu)異的力學(xué)和熱力學(xué)性能、抗摩擦磨損特性、輕質(zhì)、抗腐蝕性和價格低廉等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用在農(nóng)業(yè)、石油化工、海洋、航空航天等科技領(lǐng)域。但高分子材料在應(yīng)用中,常常承受高溫、高壓、磨粒磨損等復(fù)雜因素的耦合作用,導(dǎo)致基體材料出現(xiàn)過早斷裂和磨損等失效情況,縮短了設(shè)備使用壽命,造成了大量的經(jīng)濟(jì)損失。因此,探索高分子材料失效機(jī)理和研究提升其機(jī)械和摩擦磨損特性的方法具有十分重要的意義。目前,混入炭黑、白炭黑和纖維等傳統(tǒng)補(bǔ)強(qiáng)體系仍被廣泛使用,但該類補(bǔ)強(qiáng)體系通常具有不可再生、難易降解、比表面積低等局限性。導(dǎo)致了環(huán)境污染并損壞高分子輕質(zhì)這一重要特性,并且其補(bǔ)強(qiáng)能力也十分有限。基于連續(xù)理論的計算和宏觀的實(shí)驗研究仍然是現(xiàn)階段主要的方法和途徑。在原子維度的結(jié)構(gòu)構(gòu)象和體系隨時間變化的過程卻無法進(jìn)行實(shí)時觀測和分析,微觀理論分析與支撐十分薄弱。近年來,隨著納米技術(shù)和材料科學(xué)的不斷發(fā)展,以碳納米管(CNTs)和石墨烯(GNS)為代表的碳納米材料,憑借其良好的力學(xué)和熱力學(xué)性能、高比表面積、輕質(zhì)等優(yōu)異性質(zhì),可以打破傳統(tǒng)補(bǔ)強(qiáng)體系的局限性,成為新一代高分子材料的理想納米補(bǔ)強(qiáng)體系。同時,隨著納米技術(shù)與計算機(jī)技術(shù)的不斷結(jié)合,...
【文章來源】:沈陽工業(yè)大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】:125 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
單頭螺桿泵示意圖
沈陽工業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文;纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料中纖維與聚合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)均有較大差別,為了改善纖維聚合物界面結(jié)構(gòu),提高纖維增強(qiáng)聚合物的機(jī)械性能,通常也需要對纖維表面進(jìn)行處理[49]。纖維經(jīng)稀土改性后[50],表面含氧基團(tuán)增多,增強(qiáng)了其與基體的結(jié)合,應(yīng)力承載能力加強(qiáng),樣抑制了 PTFE 的大片狀磨損脫落,降低了摩擦和磨損。用偶聯(lián)劑處理后的 SiC 纖維面可以形成柔軟的界面層,與 PTFE 基體形成的界面結(jié)合力有所增強(qiáng),使 SiC 纖維TFE 復(fù)合材料的耐磨性能和抗拉特性得到提高[51,52]。
圖 1.2 碳纖維及其復(fù)合材料Fig.1.2 Carbon fiber and Carbon fiber/polymer composites米補(bǔ)強(qiáng)材料概述米管概述管(Carbonnanotubes,CNTs),又稱巴基管,屬于富勒碳系(Fulle斷深入研究中發(fā)現(xiàn)的[53]。CNTs 是由單層或多層石墨片圍繞同一中曲而成的無縫納米級管結(jié)構(gòu),兩端通常被由五元環(huán)和七元環(huán)參與分子封住,每層納米管的管壁是一個由碳原子通過 sp2 雜化與周圍所構(gòu)成的六邊形網(wǎng)絡(luò)平面所圍成的圓柱面,CNTs 根據(jù)管狀物的石碳納米管(single-walled Carbon nanotubes,SWNTs)和多壁碳納米bon nanotubes,MWNTs)[55]如圖 1.3 所示。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]原子尺度摩擦研究進(jìn)展[J]. 張紅衛(wèi),張?zhí)镏? 固體力學(xué)學(xué)報. 2014(05)
[2]淺析復(fù)雜條件下的石油開采技術(shù)[J]. 趙全文. 中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量. 2011(12)
[3]納米氧化鋅的制備及表面改性技術(shù)進(jìn)展[J]. 崔小明,陳天舒. 橡膠科技市場. 2010(13)
[4]45#鋼表面納米晶層的高溫磨損特性[J]. 劉莉莉,麥永津,揭曉華,于能,鄭向新. 摩擦學(xué)學(xué)報. 2010(03)
[5]潤滑材料摩擦化學(xué)[J]. 薛群基,張俊彥. 化學(xué)進(jìn)展. 2009(11)
[6]井下螺桿泵定子的失效分析及解決方法[J]. 蓋偉濤,戴瑾華. 石油礦場機(jī)械. 2008(09)
[7]單螺桿泵定子橡膠溫度場分析[J]. 楊秀萍,郭津津. 潤滑與密封. 2008(07)
[8]混合溶劑中硅烷偶聯(lián)劑KH570對納米ZnO的接枝改性(英文)[J]. 馬書蕊,施利毅,馮欣,虞偉鈞,魯波. Journal of Shanghai University(English Edition). 2008(03)
[9]機(jī)械系統(tǒng)中摩擦模型的研究進(jìn)展[J]. 劉麗蘭,劉宏昭,吳子英,王忠民. 力學(xué)進(jìn)展. 2008(02)
[10]高性能耐高溫聚合物復(fù)合材料的摩擦磨損性能研究[J]. 鄧鑫,李篤信,楊軍,王靜. 高分子通報. 2008(01)
博士論文
[1]丁腈橡膠表面化學(xué)改性及其摩擦學(xué)和耐油性能研究[D]. 韓珩.沈陽工業(yè)大學(xué) 2014
[2]采油螺桿泵螺桿—襯套副力學(xué)特性及磨損失效研究[D]. 杜秀華.大慶石油學(xué)院 2010
碩士論文
[1]天然橡膠摩擦磨損性能及機(jī)理研究[D]. 鞏麗.青島科技大學(xué) 2015
[2]基于機(jī)械與容積效率的螺桿泵轉(zhuǎn)速控制方法研究[D]. 田野.沈陽工業(yè)大學(xué) 2012
[3]高性能螺桿泵定子橡膠材料研究[D]. 占升忠.吉林大學(xué) 2012
[4]基于大系統(tǒng)思想的潛油螺桿泵采油機(jī)組整體優(yōu)化方法研究[D]. 劉銘.沈陽工業(yè)大學(xué) 2009
本文編號:3317383
【文章來源】:沈陽工業(yè)大學(xué)遼寧省
【文章頁數(shù)】:125 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
單頭螺桿泵示意圖
沈陽工業(yè)大學(xué)博士學(xué)位論文;纖維增強(qiáng)聚合物復(fù)合材料中纖維與聚合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)均有較大差別,為了改善纖維聚合物界面結(jié)構(gòu),提高纖維增強(qiáng)聚合物的機(jī)械性能,通常也需要對纖維表面進(jìn)行處理[49]。纖維經(jīng)稀土改性后[50],表面含氧基團(tuán)增多,增強(qiáng)了其與基體的結(jié)合,應(yīng)力承載能力加強(qiáng),樣抑制了 PTFE 的大片狀磨損脫落,降低了摩擦和磨損。用偶聯(lián)劑處理后的 SiC 纖維面可以形成柔軟的界面層,與 PTFE 基體形成的界面結(jié)合力有所增強(qiáng),使 SiC 纖維TFE 復(fù)合材料的耐磨性能和抗拉特性得到提高[51,52]。
圖 1.2 碳纖維及其復(fù)合材料Fig.1.2 Carbon fiber and Carbon fiber/polymer composites米補(bǔ)強(qiáng)材料概述米管概述管(Carbonnanotubes,CNTs),又稱巴基管,屬于富勒碳系(Fulle斷深入研究中發(fā)現(xiàn)的[53]。CNTs 是由單層或多層石墨片圍繞同一中曲而成的無縫納米級管結(jié)構(gòu),兩端通常被由五元環(huán)和七元環(huán)參與分子封住,每層納米管的管壁是一個由碳原子通過 sp2 雜化與周圍所構(gòu)成的六邊形網(wǎng)絡(luò)平面所圍成的圓柱面,CNTs 根據(jù)管狀物的石碳納米管(single-walled Carbon nanotubes,SWNTs)和多壁碳納米bon nanotubes,MWNTs)[55]如圖 1.3 所示。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]原子尺度摩擦研究進(jìn)展[J]. 張紅衛(wèi),張?zhí)镏? 固體力學(xué)學(xué)報. 2014(05)
[2]淺析復(fù)雜條件下的石油開采技術(shù)[J]. 趙全文. 中國石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量. 2011(12)
[3]納米氧化鋅的制備及表面改性技術(shù)進(jìn)展[J]. 崔小明,陳天舒. 橡膠科技市場. 2010(13)
[4]45#鋼表面納米晶層的高溫磨損特性[J]. 劉莉莉,麥永津,揭曉華,于能,鄭向新. 摩擦學(xué)學(xué)報. 2010(03)
[5]潤滑材料摩擦化學(xué)[J]. 薛群基,張俊彥. 化學(xué)進(jìn)展. 2009(11)
[6]井下螺桿泵定子的失效分析及解決方法[J]. 蓋偉濤,戴瑾華. 石油礦場機(jī)械. 2008(09)
[7]單螺桿泵定子橡膠溫度場分析[J]. 楊秀萍,郭津津. 潤滑與密封. 2008(07)
[8]混合溶劑中硅烷偶聯(lián)劑KH570對納米ZnO的接枝改性(英文)[J]. 馬書蕊,施利毅,馮欣,虞偉鈞,魯波. Journal of Shanghai University(English Edition). 2008(03)
[9]機(jī)械系統(tǒng)中摩擦模型的研究進(jìn)展[J]. 劉麗蘭,劉宏昭,吳子英,王忠民. 力學(xué)進(jìn)展. 2008(02)
[10]高性能耐高溫聚合物復(fù)合材料的摩擦磨損性能研究[J]. 鄧鑫,李篤信,楊軍,王靜. 高分子通報. 2008(01)
博士論文
[1]丁腈橡膠表面化學(xué)改性及其摩擦學(xué)和耐油性能研究[D]. 韓珩.沈陽工業(yè)大學(xué) 2014
[2]采油螺桿泵螺桿—襯套副力學(xué)特性及磨損失效研究[D]. 杜秀華.大慶石油學(xué)院 2010
碩士論文
[1]天然橡膠摩擦磨損性能及機(jī)理研究[D]. 鞏麗.青島科技大學(xué) 2015
[2]基于機(jī)械與容積效率的螺桿泵轉(zhuǎn)速控制方法研究[D]. 田野.沈陽工業(yè)大學(xué) 2012
[3]高性能螺桿泵定子橡膠材料研究[D]. 占升忠.吉林大學(xué) 2012
[4]基于大系統(tǒng)思想的潛油螺桿泵采油機(jī)組整體優(yōu)化方法研究[D]. 劉銘.沈陽工業(yè)大學(xué) 2009
本文編號:3317383
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