固体润滑透平轴承 第三部分:在316℃下与陶瓷对摩的复合材料的发展

将以前与M-50钢对摩进行过评价的三维石墨纤维编织物增强的聚酰亚胺基自润滑保持架复合材料,在316℃下与热压氮化硅对摩进行了摩擦磨损试验,以确定其与陶瓷材料对摩时在摩擦学性能方面的变化。这些材料将应用在固体润滑的采用高比强度陶瓷滚动元件的高速透平轴承中。试验结果表明,这些复合材料与热压氮化硅对摩时的摩擦和磨损都急剧增大。这是由于从氮化硅环上发生了细小磨屑的物理和(或)化学转移,以及这些磨屑转移到复合材料表面上的缘故。调整复合材料中纤维和聚合物基体的比例,以及用所研究过的两种固体润滑剂混合物之一都可以降低摩擦与磨损。     

CF/PTFE纤维混编织物增强环氧复合材料干摩擦特性

采用碳纤维与聚四氟乙烯纤维(CF/PTFE)混编织物增强,制备了环氧树脂基自润滑复合材料,研究了钢背衬复合材料与45钢在环-环端面干摩擦状态下的摩擦学特性,考查了纤维织物、摩擦热、载荷、速度对材料摩擦磨损性能的影响,用红外热像仪、热电偶及风冷方式对摩擦副温度进行监控,用激光共聚焦显微镜和扫描电子显微镜对复合材料及偶件磨损面进行了观察与能谱分析.结果表明:与碳织物相比,混编纤维织物大大改善了复合材料的摩擦学性能,改善效果极大依赖于摩擦温度、载荷和速度参数.PTFE纤维磨损后在树脂基体及偶件表面形成减摩型转移膜层,材料表现为疲劳磨损特征.摩擦高温使复合材料摩擦学特性改变,黏结磨损加剧,偶件钢环表面出现氧化磨损,树脂基体塑性流动,摩擦力增大.混编纤维的排布方式影响复合材料的摩擦磨损性能,摩擦面上大量破碎的碳纤维易使偶件表面转移膜受到破坏,复合材料转变为以磨粒磨损为主,减摩主要源于磨屑中的润滑组分.     

聚合物／无机纳米复合材料润滑油添加剂的摩擦学功能设计

选择3种具有不同抗磨性能的纳米组分,制备了具有不同界面特性的聚合物／无机纳米复合材料;考察了纳米复合材料的减摩抗磨性能和机理,探讨了关于纳米复合材料润滑油添加剂的摩擦学功能设计准则。结果表明：对聚合物与无机纳米组分界面进行设计优化后能明显提高纳米复合材料的摩擦学性能。实现聚合物与无机纳米组分界面的优化设计后,聚合物与无机纳米组分之间具有更好的相容性,无机纳米组分在聚合物基体中分布更均匀;当聚合物基体在摩擦热和剪切作用下熔融分解后,裸露出来的具有高活性的无机纳米组分可在摩擦副接触表面形成具有良好摩擦学性能的表面膜。     

自润滑纤维织物复合材料及其在关节轴承中的应用研究现状与展望

自润滑关节轴承是1种球面滑动轴承,因其结构简单、承载能力强、可靠性高以及免维护(不需要润滑油脂)等优异性能受到广泛关注.目前,自润滑关节轴承已广泛应用于飞机发动机、起落架、机体襟副翼以及直升机旋翼系统,其在航天飞行器、汽车、核电和水利水电等领域中的应用也越来越多.随着高端装备极限性能不断提升,对自润滑轴承的服役性能及寿命要求越来越高.因此,自润滑关节轴承寿命提升、损伤失效机制和轴承寿命预测等方面的研究变得尤为重要.本文中从摩擦学视角出发,总结了自润滑关节轴承用自润滑纤维织物复合材料的研究现状,包括织物坯布组织结构、增强纤维、树脂基体、功能增强材料以及纤维-树脂界面改性等内容.此外,文中还介绍了自润滑关节轴承寿命评价方面的研究进展,包括自润滑关节轴承试验规范及产品标准、轴承寿命试验及预测、轴承寿命及可靠性影响因素.最后对关节轴承用自润滑纤维织物复合材料的重点研究方向进行了展望.     

几种PTFE基自润滑复合材料轴承在油润滑条件下的摩擦学特性

本文利用MPV-1500摩擦试验机对几种PTFE基自润滑复合材料轴承在干摩擦和20~#机械油润滑下的摩擦学性能进行了系统研究,发现其在20~#机械油润滑下的摩擦系数和磨损量都比干摩擦下的低1—2个数量级,并可使其极限PV值提高1—2个数量级。在所研究的几种PTFE基自润滑复合材料轴承中,钢背-青铜粉-(PTFE+Pb)复合材料非标准轴承E_2在一次性加油润滑和滴油润滑下的极限PV值分别大于120MPa·m/s和135MPa·m/s,是常用巴氏合金轴承在同样润滑条件下极限PV值的数倍,而且它的摩擦学性能良好,故其是一种具有广泛应用前景的高PV值滑动轴承。     

铝基镶嵌材料的磨损特性及耐磨机理

制备了镶嵌硬质金属和固体润滑剂的铝基复合材料,通过设计不同的摩擦配副方式,研究了铝基镶嵌复合材料在室温、干摩擦条件下的摩擦学特性。研究结果表明：镶嵌材料的硬度越大,铝基复合材料的耐磨性越高;而镶嵌固体润滑剂并不能有效地改善铝基材料的耐磨性,对铝基复合材料的耐磨机理进行了力学分析,为铝质材料的摩擦学应用指明了新的途径。     

纤维增强聚合物复合材料的摩擦学研究进展

综述了纤维增强聚合物复合材料（ＦＲＰＣ）的研究和发展,主要分析了纤维的最佳含量,纤维方向,纤维混杂以及纤维的表面处理对增强复合材料摩擦学性能的影响及作用机理,讨论了偶件及表面形貌,温度,ｐｖ值和环境因素对其摩擦学性能的影响,简述了国外聚合物复合材料磨损机理的研究现状;并提出了今后研究ＦＲＰＣ应重视的问题。     

三种典型船舶轴承复合材料的物理性能对摩擦学行为的影响研究

船舶轴承内衬复合材料的摩擦磨损往往伴随微纳接触界面材料的拉伸、撕裂、剥落和温升等物理行为,其物理性能对其摩擦学性能有重要影响.本文中检测了三种典型船舶轴承复合材料(塑料聚合物、赛龙合成橡胶和铁犁木材料)的拉伸强度、撕裂强度、热变形温度和亲水性,通过在RTEC多功能摩擦磨损试验机上考察了三种材料的摩擦磨损行为,并用激光共聚焦显微镜(CLSM)和扫描电镜(SEM)观察了试样磨损形貌,讨论了三种复合材料的典型物理性能对其摩擦磨损行为的影响规律.结果表明:良好的撕裂强度和拉伸强度、较高的热变形温度使得赛龙材料具有良好的耐磨损性能;具有优异亲水性的铁犁木材料在水润滑条件下具有极低的初始滑动摩擦系数.研究结果可为选择和设计船舶轴承复合材料摩擦配副提供指导依据.     

PTFE及UHMWPE改性PA6复合材料的摩擦学性能研究

采用熔融共混法制备了聚四氟乙烯(PTFE)和超高分子量聚乙烯(UHMWPE)改性的两种聚酰胺6(PA6)复合材料,研究了改性PA6复合材料的摩擦学性能,通过扫描电子显微镜观察复合材料的磨损表面,并对其磨损机理进行了分析.结果表明:使用单一润滑剂改性,添加量相同时,PTFE比UHMWPE改性的PA6复合材料具有更优的摩擦学性能;使用复合润滑剂改性时,PA6复合材料获得了比使用单一润滑剂改性时更好的摩擦学性能;添加不同种类的固体润滑剂,PA6复合材料的磨损表面呈现不同的形态特征,表现出不同的磨损机理.     

塑料复合材料在高温下的磨损

现有塑料复合材料的摩擦、磨损数据通常仅适合于常温条件。最近的一些研究扩充了这些材料摩擦学性能的基本数据,使其适用温度达到260℃。 由于金属的性能及成本方面的限制,热塑性材料已在许多齿轮和轴承的应用中取而代之。热塑性材料具有抗冲击、吸震、能耗低、噪声小以及不常或不需要维修等优点。此外,再加上纤维增强和润滑填料,可使复合材料的性能具备强度高、承载能力强、摩擦小、尺寸稳定性好及使用寿命长等一些优点。     

MoS_2-Ta体系自润滑复合材料(TM)的电镜研究

本文用X-射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜观察和分析了MoS_2-Ta体系复合材料的相组成、形态分布与晶体结构,并着重考察了组分和热压温度对该体系复合材料的摩擦学性能和机械强度的影响。     

原子氧辐照对填充聚酰亚胺复合材料结构和摩擦学性能的影响

采用热压成型制备了固体润滑剂填充改性的聚酰亚胺(PI)复合材料,用一定剂量的原子氧对改性的PI复合材料表面进行辐照处理.利用X-射线光电子能谱仪(XPS)和傅里叶红外光谱仪(FTIR-ATR)分析了辐照前后PI复合材料的结构变化,并采用UMT摩擦磨损试验机评价了原子氧辐照前后改性PI复合材料的摩擦学性能,最后用扫描电子显微镜(SEM)分析了PI复合材料的磨损表面.结果表明:原子氧辐照后PI复合材料的树脂以及填充相发生了一定程度的氧化,其表面树脂分子链发生了部分断裂和降解,表面粗糙、碎屑增多,导致复合材料的摩擦系数增大,摩擦学性能下降,辐照前后复合材料的磨损机理发生了变化,辐照前复合材料主要表现为黏着磨损,辐射后表现为轻微犁削和磨粒磨损.     

国外某些金属基自润滑复合材料的开发与进展

金属基自润滑复合材料是材料科学研究领域的一个重要发展方向，其以在特殊全用条件下具有优良的摩擦学特性而受到人们的广泛关注。为了促进这类复合材料的研究与应用的发 ，对国外某些金属基自润滑复合材料的开发与进展作了综合介绍与评述，重点阐述了其中部分材料的摩擦学特性，讨论了环境因素对材料摩擦学性能的影响，并且通过对目前某些金属基自润滑复合材料应用实例的论述，提出在今后研究与开发工作中应当重视的几个努力方向。     

钼化合物润滑材料的摩擦学应用与研究发展现状

对二硫化钼在粘结固体的润滑膜，塑料基及其它复合材料和润滑油脂中的摩擦学应用与研究现状进行了综述；与二硫化钼对比分析了几种油溶性有机化合物作为润滑油脂添加剂的摩擦学性能，产简要介绍了新型含钼润滑材料－硫代钼酸盐及有机物修饰的纳米二硫化钼的摩擦学应用前景。     

聚酰亚胺粘结MoS2基固体润滑涂层在油介质中的摩擦学性能

为了探讨聚酰亚胺粘结MoS2基固体润滑涂层在油介质中的摩擦学性能及其作用机理,采用MHK-500型摩擦磨损试验机对聚酰亚胺粘结MoS2基固体润滑涂层在4种油介质(RP-3煤油、SG 15W-40机油、0＃柴油和液体石蜡)中的摩擦磨损性能进行了评价,并对其机理进行了初步的探讨.结果表明：与干摩擦相比,涂层在此4种油介质中的摩擦学性能均得到显著提高,其中涂层在柴油介质中的抗磨性能的提高最为突出;同种油介质中,涂层在高速(2.56 m/s)、低载(1 120 N)下的耐磨性明显优于低速(1.54 m/s)、高载(2 120 N)下的耐磨性;在低速(1.54 m/s)、高载(2 120 N)下的煤油介质中,涂层表面的物理状态在摩擦过程中的变化最终导致涂层摩擦系数的起伏和较大的磨损率.     

固体润滑透平轴承 第一部分:在316℃下使用的自润滑复合材料和保持器的制备

研制了聚丙烯腈基石墨纤维的三维正交平板编织物和圆筒编织物,并且设计了织物增强的自润滑聚酰亚胺复合材料板和管的制造方法。一种带有加热装置的水压机、平面压板和心轴可扩张的模具可用于制备作为ASTM类试验和摩擦学筛选试验用的平板状和管状复合材料毛坯,也可用于制造自润滑球轴承保持器。这些保持器的主要作用是要在316℃(600°F)下进行固体润滑透平轴承试验过程中可给高速系统补充润滑剂。制造技术中的实际制约因素受编织设计中综合处理方法的支配。这些方法必然要改变环状毛坯各部分的最大尺寸和局部强度。合理的设计工艺是要在不明显降低保持器横档牢固性的情况下增加球-球兜孔部位的强度。已经制取了薄截面的、在室温下强度高达238.2×10~6Pa和密度仅约为1.6g/cm~3的聚合物增强的环形保持器。     

聚合物基复合材料摩擦学改性研究新进展

总结了国内外近几十年来聚合物基复合材料摩擦学改性方面的研究新进展情况.通过介绍聚合物摩擦学改性方法包括聚合物共混改性、纤维增强改性,以及纳米材料改性和多元复合改性等,讨论了其对聚合物摩擦学性能的影响,分析了其摩擦磨损机理.分析认为功能性纳米材料及多元复合填料的协同效应能更加有效地改善聚合物基复合材料的摩擦磨损性能,并且在聚合物摩擦学改性方面起着越来越重要的作用.     

芳纶纤维增强摩擦材料的摩擦学性能研究

系统研究了芳纶纤维增强摩擦材料在模拟制动工况下的摩擦学特性,结果表明,在试验工况下,复合材料的摩擦系数随滑动速度增大而降低,磨损率随滑动速度的增加增增大,随着芳纶含量的增加,复合材料摩擦系数略有增加,而磨损率明显下降,芳纶纤维在摩擦过程中起到了提高摩擦系数稳定性和降低磨损的作用。     

用XPS对银基自润滑复合材料摩擦磨损特性的考察

作者用X-射线光电子能谱(XPS)考察了几种制备工艺对银比二硫化钼为90比10的自润滑复合材料表面的硫、钼、银等化学元素的价态的影响,并用XPS和光学显微镜重点考察了不同温度下的上述自润滑复合材料与两种对摩偶件的摩擦、磨损特性。结果表明:对摩偶件摩擦面上的转移膜的固体润滑剂中钼的价态变化是影响该自润滑复合材料摩擦磨损特性的主要因素。     

超低温环境固体润滑研究的发展现状

根据研究工作积累和文献资料调研 ,对 12 0 K以下超低温环境固体润滑研究的发展现状进行了归纳和分析 ,介绍了超低温环境的特性及相应的摩擦学测试手段 ,将超低温环境按照超低温液体介质和超低温真空 2种情况分类 ,结合在超低温滚动轴承中的应用情况分别阐述了在不同超低温环境下常用固体润滑剂的摩擦学特性 .认为超低温固体润滑研究领域必将成为摩擦学研究的热点问题之一 ,现已取得一些有应用价值的成果 ,但对其研究还应进一步深入和系统化