多孔PI/PTFE復(fù)合材料摩擦學(xué)性能研究
發(fā)布時(shí)間:2022-02-21 12:51
隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,聚合物基復(fù)合材料因其化學(xué)性能穩(wěn)定、力學(xué)性能優(yōu)異及良好的自潤滑性能,在航空航天等自潤滑領(lǐng)域逐步取代部分金屬基材料,得到了越來越廣泛的應(yīng)用。聚酰亞胺(PI)是其中常用的聚合物基體之一,具有僅次于聚四氟乙烯(PTFE)的自潤滑性能,但是純PI的摩擦系數(shù)較大、耐磨性較差。我們在總結(jié)前人研究的基礎(chǔ)上,制備出PI/PTFE多孔復(fù)合材料,多孔結(jié)構(gòu)具有儲(chǔ)油功能,對于應(yīng)用在供油困難及避免潤滑油污染環(huán)境的場合具有現(xiàn)實(shí)而深遠(yuǎn)的意義。本文以PI為基體,以PTFE為固體潤滑劑,并添加造孔劑,采用熱模壓工藝制備PI/PTFE多孔復(fù)合材料。通過正交試驗(yàn)法,以PI/PTFE多孔復(fù)合材料的力學(xué)性能為評價(jià)標(biāo)準(zhǔn),確定PTFE含量(wt%)、造孔劑含量(wt%)、成型溫度、成型壓力及保溫時(shí)間的最優(yōu)組合,并在此條件下制備出PI/PTFE多孔復(fù)合材料。利用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu);對其進(jìn)行真空浸油試驗(yàn),計(jì)算吸油率及油保持率;研究造孔劑含量、PTFE含量和工況對PI/PTFE多孔復(fù)合材料摩擦學(xué)性能的影響;利用激光共聚焦顯微鏡(CSLM)觀察磨損表面形貌,分析其摩擦磨損機(jī)理。結(jié)果表明:造...
【文章來源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 選題背景和研究意義
1.2 聚酰亞胺基多孔材料的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 聚酰亞胺基復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀
1.2.2 多孔復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀
1.3 PI多孔復(fù)合材料制備方法的國內(nèi)外現(xiàn)狀
1.3.1 溶膠-凝膠合成法
1.3.2 添加造孔劑法
1.4 本課題的研究內(nèi)容及研究思路
第2章 試驗(yàn)方法及試驗(yàn)設(shè)計(jì)
2.1 試驗(yàn)總體方案設(shè)計(jì)
2.2 主要實(shí)驗(yàn)材料
2.2.1 基體材料PI粉末
2.2.2 發(fā)泡劑
2.2.3 填充材料PTFE
2.2.4 脫模劑
2.3 PI/PTFE多孔復(fù)合材料制備
2.3.1 主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備
2.3.2 真空熱模壓燒結(jié)
2.4 PI/PTFE復(fù)合材料力學(xué)性能試驗(yàn)設(shè)計(jì)
2.4.1 試驗(yàn)設(shè)備
2.4.2 拉伸性能試驗(yàn)設(shè)計(jì)
2.5 多孔PI/PTFE復(fù)合材料吸油特性研究方法
2.5.1 平均孔徑測試
2.5.2 孔隙率測試
2.5.3 含油率測試
2.6 PI/PTFE多孔復(fù)合材料摩擦學(xué)試驗(yàn)設(shè)計(jì)
2.6.1 摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)
2.6.2 式樣設(shè)計(jì)
2.6.3 磨損形貌分析
2.6.4 試驗(yàn)步驟
2.7 本章小結(jié)
第3章 PI/PTFE多孔復(fù)合材料力學(xué)性能研究
3.1 引言
3.2 正交試驗(yàn)方案
3.3 PI/PTFE多孔復(fù)合材料力學(xué)性能正交試驗(yàn)結(jié)果分析
3.3.1 保溫時(shí)間對PI/PTFE多孔復(fù)合材料力學(xué)性能的影響
3.3.2 成型溫度對PI/PTFE多孔復(fù)合材料力學(xué)性能的影響
3.3.3 成型壓力對PI/PTFE多孔復(fù)合材料力學(xué)性能的影響
3.3.4 造孔劑含量對PI/PTFE多孔復(fù)合材料力學(xué)性能的影響
3.3.5 PTFE含量對PI/PTFE多孔復(fù)合材料力學(xué)性能的影響
3.4 本章小結(jié)
第4章 PI/PTFE多孔材料表征及其吸油特性試驗(yàn)研究
4.1 引言
4.2 材料孔隙率及平均孔徑
4.3 含油率和油保持率
4.4 本章小結(jié)
第5章 PI/PTFE多孔含油復(fù)合材料摩擦學(xué)性能研究
5.1 引言
5.2 造孔劑含量對多孔復(fù)合材料摩擦學(xué)性能的影響
5.2.1 造孔劑含量對PI多孔含油復(fù)合材料摩擦磨損性能的影響
5.2.2 不同含量造孔劑多孔含油復(fù)合材料磨損形貌
5.3 PTFE含量對PI/PTFE多孔含油復(fù)合材料摩擦學(xué)性能的影響
5.3.1 PTFE填充含量對PI多孔含油復(fù)合材料摩擦磨損性能的影響
5.3.2 不同含量PTFE填充PI多孔復(fù)合材料磨損形貌
5.4 工況對PI/PTFE多孔復(fù)合材料摩擦學(xué)性能影響
5.4.1 轉(zhuǎn)動(dòng)速度對PI/PTFE多孔復(fù)合材料摩擦學(xué)性能的影響
5.4.2 載荷對PI/PTFE多孔含油復(fù)合材料摩擦學(xué)性能影響
5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成就
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]AC發(fā)泡劑的發(fā)泡機(jī)理以及改性[J]. 瞿波,張柳欽. 化工管理. 2013(22)
[2]成形工藝對多孔聚酰亞胺復(fù)合材料性能的影響[J]. 魏佳平,孫小波,謝鵬飛,張亦弛. 軸承. 2013(11)
[3]石墨烯/聚酰亞胺復(fù)合材料的力學(xué)和摩擦學(xué)性能[J]. 黃偉九,趙遠(yuǎn),王選倫. 功能材料. 2012(24)
[4]微孔聚酰亞胺的研究進(jìn)展[J]. 張海玲,許云書. 材料導(dǎo)報(bào). 2012(23)
[5]多孔聚酰亞胺含油材料的儲(chǔ)油性能及摩擦學(xué)行為研究[J]. 邱優(yōu)香,王齊華,王超,王廷梅. 摩擦學(xué)學(xué)報(bào). 2012(06)
[6]聚酰亞胺-聚四氟乙烯復(fù)合材料的制備和表征[J]. 王曉東,朱輔華,黃培. 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(04)
[7]共聚聯(lián)苯型聚酰亞胺的模壓工藝研究[J]. 李永真,陳玉紅,王貴珍,黃永茂,胡亞偉. 絕緣材料. 2011(03)
[8]基于易語言的正交實(shí)驗(yàn)極差分析——以不考察交互作用的L9(34)正交表為例[J]. 朱玉強(qiáng). 飲料工業(yè). 2011(02)
[9]正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)和分析方法研究[J]. 劉瑞江,張業(yè)旺,聞崇煒,湯建. 實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理. 2010(09)
[10]仿生多孔超高分子量聚乙烯的摩擦磨損性能研究[J]. 吳剛,張文光,王成燾. 摩擦學(xué)學(xué)報(bào). 2007(06)
博士論文
[1]新型主鏈含吡啶環(huán)聚酰亞胺的合成與性能研究[D]. 王曉龍.蘭州大學(xué) 2007
本文編號:3637289
【文章來源】:燕山大學(xué)河北省
【文章頁數(shù)】:79 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 選題背景和研究意義
1.2 聚酰亞胺基多孔材料的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.1 聚酰亞胺基復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀
1.2.2 多孔復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀
1.3 PI多孔復(fù)合材料制備方法的國內(nèi)外現(xiàn)狀
1.3.1 溶膠-凝膠合成法
1.3.2 添加造孔劑法
1.4 本課題的研究內(nèi)容及研究思路
第2章 試驗(yàn)方法及試驗(yàn)設(shè)計(jì)
2.1 試驗(yàn)總體方案設(shè)計(jì)
2.2 主要實(shí)驗(yàn)材料
2.2.1 基體材料PI粉末
2.2.2 發(fā)泡劑
2.2.3 填充材料PTFE
2.2.4 脫模劑
2.3 PI/PTFE多孔復(fù)合材料制備
2.3.1 主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備
2.3.2 真空熱模壓燒結(jié)
2.4 PI/PTFE復(fù)合材料力學(xué)性能試驗(yàn)設(shè)計(jì)
2.4.1 試驗(yàn)設(shè)備
2.4.2 拉伸性能試驗(yàn)設(shè)計(jì)
2.5 多孔PI/PTFE復(fù)合材料吸油特性研究方法
2.5.1 平均孔徑測試
2.5.2 孔隙率測試
2.5.3 含油率測試
2.6 PI/PTFE多孔復(fù)合材料摩擦學(xué)試驗(yàn)設(shè)計(jì)
2.6.1 摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)
2.6.2 式樣設(shè)計(jì)
2.6.3 磨損形貌分析
2.6.4 試驗(yàn)步驟
2.7 本章小結(jié)
第3章 PI/PTFE多孔復(fù)合材料力學(xué)性能研究
3.1 引言
3.2 正交試驗(yàn)方案
3.3 PI/PTFE多孔復(fù)合材料力學(xué)性能正交試驗(yàn)結(jié)果分析
3.3.1 保溫時(shí)間對PI/PTFE多孔復(fù)合材料力學(xué)性能的影響
3.3.2 成型溫度對PI/PTFE多孔復(fù)合材料力學(xué)性能的影響
3.3.3 成型壓力對PI/PTFE多孔復(fù)合材料力學(xué)性能的影響
3.3.4 造孔劑含量對PI/PTFE多孔復(fù)合材料力學(xué)性能的影響
3.3.5 PTFE含量對PI/PTFE多孔復(fù)合材料力學(xué)性能的影響
3.4 本章小結(jié)
第4章 PI/PTFE多孔材料表征及其吸油特性試驗(yàn)研究
4.1 引言
4.2 材料孔隙率及平均孔徑
4.3 含油率和油保持率
4.4 本章小結(jié)
第5章 PI/PTFE多孔含油復(fù)合材料摩擦學(xué)性能研究
5.1 引言
5.2 造孔劑含量對多孔復(fù)合材料摩擦學(xué)性能的影響
5.2.1 造孔劑含量對PI多孔含油復(fù)合材料摩擦磨損性能的影響
5.2.2 不同含量造孔劑多孔含油復(fù)合材料磨損形貌
5.3 PTFE含量對PI/PTFE多孔含油復(fù)合材料摩擦學(xué)性能的影響
5.3.1 PTFE填充含量對PI多孔含油復(fù)合材料摩擦磨損性能的影響
5.3.2 不同含量PTFE填充PI多孔復(fù)合材料磨損形貌
5.4 工況對PI/PTFE多孔復(fù)合材料摩擦學(xué)性能影響
5.4.1 轉(zhuǎn)動(dòng)速度對PI/PTFE多孔復(fù)合材料摩擦學(xué)性能的影響
5.4.2 載荷對PI/PTFE多孔含油復(fù)合材料摩擦學(xué)性能影響
5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成就
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]AC發(fā)泡劑的發(fā)泡機(jī)理以及改性[J]. 瞿波,張柳欽. 化工管理. 2013(22)
[2]成形工藝對多孔聚酰亞胺復(fù)合材料性能的影響[J]. 魏佳平,孫小波,謝鵬飛,張亦弛. 軸承. 2013(11)
[3]石墨烯/聚酰亞胺復(fù)合材料的力學(xué)和摩擦學(xué)性能[J]. 黃偉九,趙遠(yuǎn),王選倫. 功能材料. 2012(24)
[4]微孔聚酰亞胺的研究進(jìn)展[J]. 張海玲,許云書. 材料導(dǎo)報(bào). 2012(23)
[5]多孔聚酰亞胺含油材料的儲(chǔ)油性能及摩擦學(xué)行為研究[J]. 邱優(yōu)香,王齊華,王超,王廷梅. 摩擦學(xué)學(xué)報(bào). 2012(06)
[6]聚酰亞胺-聚四氟乙烯復(fù)合材料的制備和表征[J]. 王曉東,朱輔華,黃培. 南京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2011(04)
[7]共聚聯(lián)苯型聚酰亞胺的模壓工藝研究[J]. 李永真,陳玉紅,王貴珍,黃永茂,胡亞偉. 絕緣材料. 2011(03)
[8]基于易語言的正交實(shí)驗(yàn)極差分析——以不考察交互作用的L9(34)正交表為例[J]. 朱玉強(qiáng). 飲料工業(yè). 2011(02)
[9]正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)和分析方法研究[J]. 劉瑞江,張業(yè)旺,聞崇煒,湯建. 實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理. 2010(09)
[10]仿生多孔超高分子量聚乙烯的摩擦磨損性能研究[J]. 吳剛,張文光,王成燾. 摩擦學(xué)學(xué)報(bào). 2007(06)
博士論文
[1]新型主鏈含吡啶環(huán)聚酰亞胺的合成與性能研究[D]. 王曉龍.蘭州大學(xué) 2007
本文編號:3637289
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