【摘要】：聚酰亞胺(Polyimide,PI)是一種可應(yīng)用于高溫工況下的具有良好摩擦學(xué)性能的有機(jī)高分子樹脂材料。針對航空航天機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件在惡劣工況下的潤滑問題,以制備長壽命固體耐磨涂層為目標(biāo),本文對聚酰亞胺粘結(jié)復(fù)合固體耐磨涂層進(jìn)行了研究。復(fù)合涂層以聚酰亞胺為粘結(jié)劑,MoS_2和石墨為潤滑劑,Al_2O_3和CeF_3為功能性填料,運(yùn)用噴涂的工藝制備方法,在銅合金試件基體表面制備了復(fù)合耐磨涂層,并應(yīng)用自行研制的球-盤式摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)對其摩擦學(xué)性能進(jìn)行了研究。在實(shí)驗(yàn)室已完成的摩擦試驗(yàn)機(jī)機(jī)械部分的基礎(chǔ)上,對其后續(xù)測控系統(tǒng)進(jìn)行了研制,包括動(dòng)力系統(tǒng)(PLC、伺服驅(qū)動(dòng)器和伺服電機(jī))搭建和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)(傳感器、應(yīng)變信號調(diào)理、數(shù)據(jù)采集卡和基于LabVIEW數(shù)據(jù)采集界面)設(shè)計(jì)。通過多種涂層評價(jià)方法對制備涂層進(jìn)行表征,發(fā)現(xiàn)本文制備的涂層基本達(dá)到使用要求。通過涂料單一變量的變化,考察了粘固比、填料Al_2O_3和CeF_3對涂層摩擦學(xué)性能的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn):隨著粘固比的增大,涂層摩擦系數(shù)呈上升趨勢,但涂層耐磨壽命卻呈現(xiàn)先降低,后上升,最后又下降的趨勢;從填料的減摩性能來看,Al_2O_3硬質(zhì)顆粒的加入降低了涂層的減摩自潤滑性能,而CeF_3顆粒的加入對涂層減摩性能影響不大。從填料抗磨效果來說,Al_2O_3硬質(zhì)顆粒和CeF_3顆粒的加入均能顯著提高涂層耐磨壽命,且以含量為3.4wt.%填料的涂層最佳。但隨著填料的繼續(xù)增多,涂層壽命反而降低。以PI、MoS_2+石墨(1:1)、Al_2O_3和CeF_3為四因素,進(jìn)行了 L_9(3~4)正交試驗(yàn)。并通過極差等數(shù)值計(jì)算,以涂層壽命取最大值為原則,得出復(fù)合固體耐磨涂層涂料質(zhì)量的最佳比為PI:潤滑相:Al_2O_3:CeF_3=15:13:1:1。根據(jù)極差R值大小的比較,各因素對涂層壽命影響程度的主次因素為PIAl_2O_3CeF_3(MoS_2+石墨)。本文在軟金屬銅合金表面制備的兼具良好承載力及優(yōu)異摩擦學(xué)性能的粘結(jié)耐磨涂層,對于高速重載工況下機(jī)械部件之間的潤滑問題具有良好的借鑒與重要的工程實(shí)際意義。
【圖文】：

酰胺酸時(shí)的反應(yīng)條件如溫度、所用試劑、加料次序及試劑的比例等因素，，對合成逡逑的聚酰亞胺的結(jié)構(gòu)和性能有很大影響，所以本文粘結(jié)劑聚酰亞胺樹脂直接選擇從逡逑廠商購買，不考慮聚酰亞胺的制備過程。如圖１－２為本文所用常州福潤特塑膠新材逡逑料有限公司生產(chǎn)的聚酰亞胺溶液，為淡黃色粘稠狀液體。逡逑４逡逑

邐在各類固體潤滑劑中，石墨以其來源廣、價(jià)格低廉、固體潤滑效果好等特點(diǎn)，逡逑被大量應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)己有上百年的歷史［２８］。石墨具有明顯的層狀六方結(jié)構(gòu)，如逡逑圖１－４所示，雖然每一層內(nèi)碳原子通過共價(jià)鍵牢固結(jié)合在一塊不易被破壞，但層與逡逑７逡逑
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG174.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2604866