發(fā)布時間：2017-08-09 19:06

  本文關(guān)鍵詞：含鐵磁性填料的聚合物復(fù)合材料摩擦磁化對摩擦轉(zhuǎn)移的作用機理研究

  更多相關(guān)文章： PTFE復(fù)合材料 摩擦磁化 轉(zhuǎn)移膜 摩擦學(xué)特性

【摘要】：摩擦磨損過程中通常伴隨著一系列物理、化學(xué)效應(yīng),而這些效應(yīng)對材料轉(zhuǎn)移及摩擦過程都有重要影響。本文選用鐵磁性Ni粉顆粒為填料、PTFE為基體,主要研究Ni/PTFE復(fù)合材料與45鋼摩擦磨損過程中通過摩擦作用誘導(dǎo)產(chǎn)生的磁化現(xiàn)象及其影響因素,提出了量化測量轉(zhuǎn)移膜形態(tài)的方法,并將轉(zhuǎn)移膜形態(tài)與復(fù)合材料的摩擦學(xué)性能進行關(guān)聯(lián)。采用3D激光掃描顯微鏡分析了不同工況下45鋼摩擦表面形成轉(zhuǎn)移膜的三維形貌,用SEM和能譜儀(EDS)分析了轉(zhuǎn)移膜的微觀形貌和轉(zhuǎn)移膜的成分,并分析了轉(zhuǎn)移膜的減摩耐磨機理。通過對摩擦磁化與摩擦轉(zhuǎn)移和摩擦學(xué)性能關(guān)系的分析,以期獲得形成高質(zhì)量轉(zhuǎn)移膜的合適條件,為實現(xiàn)對聚合物復(fù)合材料摩擦學(xué)性能的主動控制提供了一個新途徑。在本論文的實驗條件范圍內(nèi),得到如下主要結(jié)論：1.復(fù)合材料平均摩擦磁化強度隨著填料Ni粉粒徑的增大而增強；復(fù)合材料平均摩擦磁化強度隨著填料Ni粉含量的增加而逐漸變大；隨著滑動速度的增加,摩擦誘導(dǎo)磁感應(yīng)強度逐漸增強,并且在高速條件下摩擦磁化強度增加較快；復(fù)合材料平均摩擦磁化強度隨著載荷的增加逐漸增加。2.不同工況條件下,復(fù)合材料的摩擦系數(shù)隨時間的變化趨勢大致相同,平均摩擦系數(shù)隨著填料含量的增加而逐漸增加,復(fù)合材料的磨損體積逐漸減��；平均摩擦系數(shù)隨著填料粒徑的增加先減小后增加,復(fù)合材料的磨損體積略有增加；滑動速度對復(fù)合材料的平均摩擦系數(shù)影響不大,滑動速度超過0.4m/s時,復(fù)合材料的磨損量較大；復(fù)合材料的平均摩擦系數(shù)隨著載荷的增加逐漸減小,復(fù)合材料的磨損體積則隨著載荷的增加而增加。3.轉(zhuǎn)移膜覆蓋面積隨著填料含量增加逐漸增加并且趨于穩(wěn)定,而當填料含量過高時,轉(zhuǎn)移膜覆蓋面積會減少；轉(zhuǎn)移膜平均厚度隨著填料含量的增加逐漸減小,轉(zhuǎn)移膜平均厚度隨著填料粒徑的增大逐漸變厚,但是增加的幅度不大；摩擦表面轉(zhuǎn)移膜厚度隨著滑動速度的增加而增加,隨著載荷的增加先增加后減小,低速、輕載條件下更有利于形成摩擦學(xué)性能極好的轉(zhuǎn)移膜；越厚的轉(zhuǎn)移膜越容易脫落,耐磨性越差。4.轉(zhuǎn)移膜的形成與表面磨削方向有關(guān)：當滑動方向平行于磨削方向時,在不同摩擦條件下都沒有形成連續(xù)均勻的轉(zhuǎn)移膜；當滑動方向垂直于磨削方向時,形成的轉(zhuǎn)移膜連續(xù)性較好。5.聚合物復(fù)合材料受到對偶金屬表面微凸體的切削作用,在摩擦表面的局部接觸點形成轉(zhuǎn)移膜的核心。摩擦磁化作用有利于核心的增多。隨著摩擦?xí)r間的延長,轉(zhuǎn)移膜逐漸連續(xù),均勻地覆蓋在摩擦表面,改變了摩擦副的接觸形式。6.摩擦磨損過程中產(chǎn)生的摩擦磁化作用能夠促進磁化的磨屑顆粒向?qū)ε济孓D(zhuǎn)移并牢固吸附在摩擦表面,同時吸附在摩擦表面的金屬磨屑顆粒對轉(zhuǎn)移膜的釘扎作用,使其不易剝落,增強了轉(zhuǎn)移膜粘結(jié)強度,可通過調(diào)控摩擦磨損過程中產(chǎn)生的磁感應(yīng)強度來調(diào)控摩擦轉(zhuǎn)移膜的質(zhì)量,從而實現(xiàn)對復(fù)合材料摩擦磨損性能的主動控制。
【關(guān)鍵詞】：PTFE復(fù)合材料 摩擦磁化 轉(zhuǎn)移膜 摩擦學(xué)特性
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB33;TH117
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-10
• ABSTRACT10-18
• 第一章 緒論18-28
• 1.1 引言18
• 1.2 聚合物復(fù)合材料的摩擦學(xué)特性及應(yīng)用18-19
• 1.3 摩擦磁化現(xiàn)象及其研究現(xiàn)狀19-20
• 1.4 摩擦轉(zhuǎn)移現(xiàn)象及研究現(xiàn)狀20-24
• 1.4.1 摩擦轉(zhuǎn)移現(xiàn)象及作用機理20-21
• 1.4.2 聚合物復(fù)合材料摩擦轉(zhuǎn)移膜的影響因素21-24
• 1.5 轉(zhuǎn)移膜厚度和覆蓋面積的量化測量方法24-26
• 1.5.1 轉(zhuǎn)移膜厚度的評價方法24-26
• 1.5.2 轉(zhuǎn)移膜覆蓋面積的評價方法26
• 1.6 課題研究意義和主要內(nèi)容26-28
• 1.6.1 研究意義26-27
• 1.6.2 課題來源27
• 1.6.3 研究主要內(nèi)容27-28
• 第二章 試樣制備與實驗方案28-39
• 2.1 試樣制備28-33
• 2.1.1 PTFE基復(fù)合材料的原材料及性質(zhì)28-30
• 2.1.2 PTFE基復(fù)合材料的制備30-33
• 2.2 分析測試方法33-39
• 2.2.1 摩擦學(xué)性能測試33-35
• 2.2.2 磁感應(yīng)強度的測量35
• 2.2.3 轉(zhuǎn)移膜厚度的測量35-36
• 2.2.4 轉(zhuǎn)移膜覆蓋率評價方法36-37
• 2.2.5 摩擦界面溫度的測量37
• 2.2.6 表征分析方法37-39
• 第三章 Ni/PTFE復(fù)合材料摩擦磁化及其摩擦學(xué)性能的影響因素39-56
• 3.1 聚合物復(fù)合材料摩擦磁化作用機理分析39
• 3.2 填料粒徑對復(fù)合材料摩擦磁化與摩擦磨損性能的影響39-42
• 3.2.1 Ni粉填料粒徑對復(fù)合材料摩擦誘導(dǎo)磁化的影響39-41
• 3.2.2 Ni粉粒徑對復(fù)合材料摩擦磨損性能的影響41-42
• 3.3 填料含量對復(fù)合材料摩擦磁化與摩擦學(xué)性能的影響42-47
• 3.3.1 填料含量對復(fù)合材料摩擦磁化的影響42-46
• 3.3.2 填料含量對復(fù)合材料摩擦學(xué)性能的影響46-47
• 3.4 滑動速度對復(fù)合材料摩擦磁化與摩擦磨損的影響47-51
• 3.4.1 滑動速度對復(fù)合材料摩擦誘導(dǎo)磁化的影響47-50
• 3.4.2 滑動速度對Ni/PTFE復(fù)合材料摩擦磨損性能的影響50-51
• 3.5 載荷對復(fù)合材料摩擦誘導(dǎo)磁化與摩擦磨損的影響51-56
• 3.5.1 載荷對復(fù)合材料摩擦誘導(dǎo)磁化的影響51-54
• 3.5.2 載荷對Ni/PTFE復(fù)合材料摩擦磨損性能的影響54-56
• 第四章 Ni/PTFE復(fù)合材料摩擦轉(zhuǎn)移的影響因素及其作用機理研究56-78
• 4.1 引言56
• 4.2 摩擦工況條件對摩擦轉(zhuǎn)移的影響56-63
• 4.2.1 滑動速度的影響56-59
• 4.2.2 載荷的影響59-63
• 4.3 填料的影響63-69
• 4.3.1 填料粒徑大小的影響63-66
• 4.3.2 填料含量的影響66-69
• 4.4 滑動方向和對偶件表面磨削方向的影響69-73
• 4.5 轉(zhuǎn)移膜成分分析73-75
• 4.6 轉(zhuǎn)移膜形成過程分析75-78
• 第五章 聚合物復(fù)合材料摩擦磁化與摩擦轉(zhuǎn)移的關(guān)系78-82
• 5.1 轉(zhuǎn)移膜減摩耐磨機理分析78-79
• 5.2 摩擦磁化強度與摩擦學(xué)性能的關(guān)系79-80
• 5.2.1 摩擦誘導(dǎo)磁化強度與復(fù)合材料摩擦系數(shù)的關(guān)系79
• 5.2.2 摩擦誘導(dǎo)磁感應(yīng)強度與復(fù)合材料磨損體積的關(guān)系79-80
• 5.3 摩擦磁化對轉(zhuǎn)移膜作用機理分析80-82
• 第六章 總結(jié)與展望82-85
• 6.1 總結(jié)82-83
• 6.2 展望83-85
• 參考文獻85-89
• 攻讀碩士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)活動及成果情況89

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本文編號：646810