本文關(guān)鍵詞：聚四氟乙烯基超聲電機(jī)耐磨涂層的研究

  更多相關(guān)文章： 摩擦材料 聚四氟乙烯 聚苯酯 碳纖維 納米氧化鋁 氧化鋁纖維 超聲電機(jī)

【摘要】：超聲電機(jī)因具有許多優(yōu)異的性能而廣泛應(yīng)用于航空航天、國防軍事和精密定位等諸多前沿領(lǐng)域。由于超聲電機(jī)是靠定轉(zhuǎn)子間的摩擦產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)力,因而界面摩擦材料的性能對超聲電機(jī)的機(jī)械特性和使用壽命有著至關(guān)重要的影響。聚四氟乙烯因具有摩擦系數(shù)低、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)和耐高低溫等特性,成為超聲電機(jī)首選的摩擦材料。本論文選用聚四氟乙烯為研究對象,并通過聚苯酯、碳纖維以及納米氧化鋁及其纖維單一或混合填充對其進(jìn)行改性,以制備符合超聲電機(jī)使用要求的摩擦材料。論文系統(tǒng)研究了聚四氟乙烯基復(fù)合材料涂層的制備工藝、組分設(shè)計(jì),以及不同填料、不同含量對聚四氟乙烯基復(fù)合材料涂層的力學(xué)、摩擦學(xué)、防粘性及超聲電機(jī)輸出特性等性能影響,并利用掃描電鏡分析了復(fù)合材料涂層表面的原始形貌和磨損形貌,探討了復(fù)合材料的磨損機(jī)理。得到了以下主要結(jié)論:1、制備不同含量聚苯酯改性聚四氟乙烯基超聲電機(jī)摩擦材料。結(jié)果表明:聚苯酯對聚四氟乙烯的微觀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響,適量的聚苯酯不但可以提高復(fù)合材料涂層的力學(xué)性能和防粘性能,還可以顯著提高復(fù)合材料涂層的耐磨損性能,磨損率最低時(shí)為3.42×10-4mm3/N·m。經(jīng)10wt.%聚苯酯改性后的涂層表面磨損損傷明顯減輕,僅存在少許微裂紋,磨損機(jī)理主要為疲勞磨損。此時(shí)聚四氟乙烯基復(fù)合材料綜合性能最好。2、制備碳纖維協(xié)同聚苯酯改性聚四氟乙烯基超聲電機(jī)摩擦材料。結(jié)果表明:與聚苯酯改性相比,碳纖維協(xié)同聚苯酯改性后的聚四氟乙烯基復(fù)合材料涂層的綜合性能明顯增強(qiáng),其附著力高達(dá)0級;當(dāng)碳纖維含量為10wt.%時(shí),涂層的磨損率為3.35×10-4mm3/N·m,磨損機(jī)理主要為粘著磨損,此時(shí)聚苯酯/聚四氟乙烯基復(fù)合材料為超聲電機(jī)輸出特性很好的摩擦材料。3、制備納米氧化鋁和氧化鋁纖維分別協(xié)同聚苯酯改性聚四氟乙烯基超聲電機(jī)摩擦材料。結(jié)果表明:適量填充不同形態(tài)的氧化鋁均能提高聚苯酯/聚四氟乙烯基復(fù)合材料涂層的力學(xué)性能、防粘性能及耐磨性能。但納米氧化鋁更能顯著改善復(fù)合材料涂層的綜合性能,其中1%納米氧化鋁改性后的復(fù)合涂層接觸角為142o,防粘性最好,磨損率為2.88×10-3mm3/N·m。當(dāng)分別填充1wt.%納米氧化鋁和0.5wt.%氧化鋁纖維時(shí),聚苯酯/聚四氟乙烯基復(fù)合材料使超聲電機(jī)具有較高的空載轉(zhuǎn)速和較大的堵轉(zhuǎn)扭矩,超聲電機(jī)的綜合性能優(yōu)異。
【關(guān)鍵詞】：摩擦材料 聚四氟乙烯 聚苯酯 碳纖維 納米氧化鋁 氧化鋁纖維 超聲電機(jī)
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TB39;TM359.9
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-12
• 注釋表12-13
• 縮略詞13-14
• 第一章 緒論14-28
• 1.1 摩擦學(xué)14-19
• 1.1.1 摩擦學(xué)的發(fā)展14-15
• 1.1.2 摩擦原理15-17
• 1.1.3 磨損機(jī)理17-19
• 1.2 超聲電機(jī)摩擦材料19-24
• 1.2.1 超聲電機(jī)簡介19-21
• 1.2.2 超聲電機(jī)對摩擦材料的要求21-22
• 1.2.3 超聲電機(jī)摩擦材料進(jìn)展22-24
• 1.3 聚四氟乙烯的結(jié)構(gòu)及性能24-26
• 1.3.1 聚四氟乙烯的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)24-25
• 1.3.2 聚四氟乙烯的摩擦機(jī)理及其改性25-26
• 1.4 本論文研究的主要內(nèi)容26-28
• 第二章 PTFE基摩擦材料的制備工藝及測試方法28-39
• 2.1 引言28
• 2.2 聚四氟乙烯基摩擦材料的制備流程28-33
• 2.2.1 原料選擇29
• 2.2.2 基材預(yù)處理29-30
• 2.2.3 原料表面處理30-31
• 2.2.4 涂層制備31-33
• 2.3 摩擦材料涂層的性能測試33-38
• 2.3.1 硬度測試33
• 2.3.2 附著力測試33
• 2.3.3 防粘性能測試33-34
• 2.3.4 摩擦學(xué)性能測試34-36
• 2.3.5 涂層表面形貌表征36
• 2.3.6 超聲電機(jī)機(jī)械性能測試36-38
• 2.4 本章小結(jié)38-39
• 第三章 聚苯酯改性聚四氟乙烯基復(fù)合材料的性能研究39-50
• 3.1 引言39
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分39-41
• 3.2.1 原料39-40
• 3.2.2 原料處理40
• 3.2.3 試樣制備40-41
• 3.2.4 性能測試41
• 3.3 結(jié)果與討論41-48
• 3.3.1 涂層表面原始形貌41-43
• 3.3.2 力學(xué)性能43-44
• 3.3.3 防粘性能44-46
• 3.3.4 摩擦學(xué)性能46-47
• 3.3.5 涂層表面磨損形貌47-48
• 3.3.6 超聲電機(jī)機(jī)械特性48
• 3.4 本章小結(jié)48-50
• 第四章 碳纖維改性POB/PTFE基復(fù)合材料涂層50-60
• 4.1 引言50
• 4.2 實(shí)驗(yàn)部分50-52
• 4.2.1 原料50-51
• 4.2.2 試樣制備51-52
• 4.2.3 性能測試52
• 4.3 結(jié)果與討論52-58
• 4.3.1 涂層表面原始形貌52-53
• 4.3.2 力學(xué)性能53-54
• 4.3.3 防粘性能54-55
• 4.3.4 摩擦學(xué)性能55-57
• 4.3.5 涂層表面磨損形貌57
• 4.3.6 超聲電機(jī)機(jī)械特性57-58
• 4.4 本章小結(jié)58-60
• 第五章 不同形態(tài)氧化鋁改性POB/PTFE基復(fù)合材料60-72
• 5.1 引言60-61
• 5.2 實(shí)驗(yàn)步驟61-63
• 5.2.1 原料61-62
• 5.2.2 試樣制備62-63
• 5.2.3 性能測試63
• 5.3 結(jié)果與討論63-71
• 5.3.1 涂層表面原始形貌63-64
• 5.3.2 力學(xué)性能64-66
• 5.3.3 防粘性能66
• 5.3.4 摩擦學(xué)性能66-68
• 5.3.5 涂層表面磨損形貌68-70
• 5.3.6 超聲電機(jī)機(jī)械特性70-71
• 5.4 本章小結(jié)71-72
• 第六章 總結(jié)與展望72-74
• 6.1 總結(jié)72-73
• 6.2 展望73-74
• 參考文獻(xiàn)74-79
• 致謝79-80
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文80

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