本研究論文以摩擦學(xué)、高分子材料基本理論為指導(dǎo)，以水輪發(fā)電機(jī)鑲嵌軸承用固體潤(rùn)滑劑為研究對(duì)象，進(jìn)行高分子基復(fù)合材料的摩擦學(xué)行為的全面研究。經(jīng)過(guò)查閱大量國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)資料后確定原料為：聚四氟乙烯樹脂為基體，加入石墨、二硫化鉬、銅粉、碳纖維等填料；試驗(yàn)方法為：根據(jù)均勻試驗(yàn)方法設(shè)計(jì)配方，用樣條函數(shù)找出配方與摩擦性能的關(guān)系，然后在擬合曲線上選取具有代表性的試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，達(dá)到優(yōu)化的目的；制備工藝：冷壓燒結(jié)法制備固體潤(rùn)滑劑。 用SEM表征原料微觀結(jié)構(gòu)、摩擦表面及潤(rùn)滑轉(zhuǎn)移膜表面形貌：用XRD進(jìn)行原料物相分析，及比較水冷卻、空氣冷卻、隨爐冷卻三種工藝條件下的純聚四氟乙烯樹脂的結(jié)晶度；用DSC-TG分析純聚四氟乙烯樹脂及固體潤(rùn)滑劑的熱穩(wěn)定性；用XPS表征碳纖維表面、固體潤(rùn)滑劑摩擦前后表面、潤(rùn)滑轉(zhuǎn)移膜表面的元素組成、價(jià)態(tài)變化；用銷盤式摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)對(duì)固體潤(rùn)滑劑進(jìn)行摩擦性能測(cè)試；采用專用的臺(tái)架模擬試驗(yàn)機(jī)對(duì)固體潤(rùn)滑劑鑲嵌軸承套與鋼軸摩擦副間的摩擦磨損性能進(jìn)行測(cè)定；用萊次偏光顯微鏡(PM)測(cè)試固體潤(rùn)滑劑的硬度；用材料試驗(yàn)機(jī)測(cè)試固體潤(rùn)滑劑的抗壓強(qiáng)度等。試驗(yàn)結(jié)果表明： 所選原料的尺寸、形狀及純度可滿足固體潤(rùn)滑劑的性能要求；聚四氟乙烯樹脂熱分解溫度超過(guò)400℃，但在PTFE中加入無(wú)機(jī)填料會(huì)使復(fù)合材料吸水率提高，熔融溫度及分解溫度降低，且伴有氧化分解反應(yīng)；碳纖維表面含有C=O及C-O-C等極性基團(tuán)，有利于提高其與其它組分的相容性，提高層間剪切強(qiáng)度；均勻設(shè)計(jì)試驗(yàn)方法能夠用較少的試驗(yàn)次數(shù)找出配方與摩擦性能間的關(guān)系，擬合曲線基本能表示各配方的摩擦系數(shù)發(fā)展趨勢(shì)；配方中不加銅粉或不加石墨，其摩擦系數(shù)均較高，說(shuō)明銅粉和石墨應(yīng)該配合使用；當(dāng)銅粉15份、石墨60份時(shí)，銅粉30份、石墨30-40份時(shí)，銅粉60、石墨15-30份時(shí)，摩擦系數(shù)均具有較低值；純聚四氟乙烯樹脂在空氣冷卻時(shí)結(jié)晶度最大，磨損量也是三者中最大的；同時(shí)，固體潤(rùn)滑劑試樣在空氣冷卻時(shí)的磨損量也是三者中最大的：不論是固體潤(rùn)滑劑與45#鋼軸配副或是固體潤(rùn)滑劑鑲嵌入銅套后與GCr15鋼軸配副，在金屬表面均可形成潤(rùn)滑轉(zhuǎn)移膜，從而減少金屬摩擦 副表面間的直接接觸，大大延長(zhǎng)其使用壽命;轉(zhuǎn)移膜中主要含有較多的石墨、 少量聚四氟乙烯、MOO。、FeSO4、CuS等物質(zhì);燒結(jié)及摩擦均使固體潤(rùn)滑 劑表面發(fā)生化學(xué)變化，使Mo、S、Fe等元素的價(jià)態(tài)發(fā)生變化;純PTFE的顯 微硬度最低，固體潤(rùn)滑劑的表面硬度基本是隨著填料加入量的增加而增加的; 純PTFE的抗壓強(qiáng)度最低，在PTFE樹脂中加入無(wú)機(jī)填料均可明顯提高其抗壓 強(qiáng)度，但并不是加入量越多，抗壓強(qiáng)度提高越明顯。填料加入過(guò)多，不但影 響成型加工性(易斷裂)，而且影響抗壓強(qiáng)度。 本研究論文的創(chuàng)新點(diǎn): 1、對(duì)聚四氟乙烯樹脂為基體的高分子復(fù)合材料摩擦學(xué)行為進(jìn)行了較全面的 研究; 2、根據(jù)均勻試驗(yàn)方法設(shè)計(jì)配方，用樣條函數(shù)找出配方與摩擦性能的關(guān)系， 然后在擬合曲線上選取具有代表性的試驗(yàn)點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)，達(dá)到優(yōu)化的目 的; 3、通過(guò)聚四氟乙烯與無(wú)機(jī)填料的復(fù)合，研制出一種專用于水輪發(fā)電機(jī)組鑲 嵌軸承用的固體潤(rùn)滑劑。
【學(xué)位單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2004
【中圖分類】：TH117.2
【文章目錄】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 固體潤(rùn)滑劑及固體潤(rùn)滑軸承的現(xiàn)狀
        1.2.1 固體潤(rùn)滑劑的歷史及現(xiàn)狀
        1.2.2 滑動(dòng)軸承的現(xiàn)狀
    1.3 本論文的研究?jī)?nèi)容
第二章 固體潤(rùn)滑劑原料結(jié)構(gòu)、配方設(shè)計(jì)及優(yōu)化
    2.1 固體潤(rùn)滑劑的原料選擇
    2.2 配方設(shè)計(jì)
    2.3 實(shí)驗(yàn)部分
        2.3.1 固體潤(rùn)滑劑原料物相表征方法
        2.3.2 固體潤(rùn)滑劑摩擦性能試驗(yàn)
    2.4 結(jié)果與討論
        2.4.1 固體潤(rùn)滑劑原料物相分析
        2.4.2 固體潤(rùn)滑劑摩擦性能試驗(yàn)結(jié)果及分析
    2.5 配方優(yōu)化
    2.6 優(yōu)化結(jié)果驗(yàn)證
    2.7 結(jié)論
第三章 固體潤(rùn)滑劑及鑲嵌軸承套的制備
    3.1 固體潤(rùn)滑劑的制備
    3.2 鑲嵌軸承套的制備
    3.3 固體潤(rùn)滑劑的表征方法及性能測(cè)試
        3.3.1 XRD
        3.3.2 SEM
        3.3.3 摩擦磨損試驗(yàn)
    3.4 結(jié)果與討論
        3.4.1 XRD圖譜分析
        3.4.2 SEM分析
        3.4.3 摩擦磨損試驗(yàn)結(jié)果及分析
    3.5 結(jié)論
第四章 固體潤(rùn)滑劑性能
    4.1 固體潤(rùn)滑劑的表征方法及性能測(cè)試
        4.1.1 固體潤(rùn)滑劑吸水性試驗(yàn)
        4.1.2 固體潤(rùn)滑劑收縮率、膨脹率計(jì)算
        4.1.3 固體潤(rùn)滑劑顯微硬度測(cè)試方法
        4.1.4 固體潤(rùn)滑劑抗壓強(qiáng)度測(cè)試方法
        4.1.5 X-光光電子能譜(XPS)
        4.1.6 熱分析表征(DSC-TG)
    4.2 結(jié)果與討論
        4.2.1 固體潤(rùn)滑劑吸水性試驗(yàn)結(jié)果及分析
        4.2.2 固體潤(rùn)滑劑收縮率、膨脹率計(jì)算結(jié)果及分析
        4.2.3 固體潤(rùn)滑劑硬度試驗(yàn)結(jié)果及分析
        4.2.4 固體潤(rùn)滑劑抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果及分析
        4.2.5 X-光光電子能譜(XPS)試驗(yàn)結(jié)果及分析
        4.2.6 熱分析(DSC-TG)測(cè)試結(jié)果及分析
    4.3 結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄 攻讀碩士期間發(fā)表的論文
致謝

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 謝長(zhǎng)虹;超高分子量聚乙烯基固體潤(rùn)滑劑添加劑改性及應(yīng)用研究[D];武漢理工大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2843263