石墨与纳米SiC填充聚醚醚酮的摩擦学性能研究.pdf

娜七石全日碑路，大金枪止马 生州 ZocZ年8刀 石墨和纳米sic填充聚醚醚酮的摩擦学性能研究 王齐华，薛群塞，陈建敏 〔中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑开放研究实验室，兰州730000) 摘要:利用热压法制备了石墨和纳米 sic填充聚醚醚酮(PEEK)复合材料，并对它们在干摩擦条件下的摩 擦磨损性能进行了研究，同时用扫描电子显微镜对磨损表面形貌进行了观察，进而对材料的磨损机理进 行了分析与讨论.研究结果表明，纳米sic体积分数为3.3%的石墨一纳米SiC-PEEK复合材料中的石墨含量较低 时 (体积分数3.0%)，纳米sic和石墨有协同效应，使得石墨一纳米SiC-PEEK复合材料的摩擦磨损性能进一步得 到改善，其主要磨损机制为轻微粘着转移磨损;当石墨含量大于3.0%时，复合材料的摩擦学性能主要由石墨决定， 摩擦系数先升后降，而磨损率则随着石墨含量的增加而逐渐增大，其主要磨损机制是比较严重的粘着磨损和表面断 裂磨损. 关键词:纳米Sic;石墨;阵充聚醚醚酮复合材料;摩擦磨损性能 聚醚醚酮 (PEEK)是一种综合性能良好的热塑性工程塑料，PEEK及其复合材料摩擦学性能的 研究和应用已经得到了广泛的重视(1-31。纳米陶瓷微粒作为填料能显著改善聚醚醚酮的摩擦学性能和 机械性能(41。本文作者用热压成型方法制备了纳米sic体积分数为3.3%、具有不同石墨含量的PEEK 复合材料，考察了子摩擦条件下石墨含量对纳米Sic填充PEEK复合材料的摩擦磨损行为的影响。 1.实验部分 1.1试验材料 试验所用原料有:PEEK微粉，粒度小于1001m(，吉林大学产品:纳米sic微粉，粒度小于80 mm，沈阳金属所产品;石墨微粉，粒度小于25gm，上海试剂厂产品。填充PEEK复合材料的制备 工艺流程为:配料。加入溶剂斗超声波分散处理峥烘干冲 热压分成型加工峥 制品。试块的尺 寸为30mmX7mmX6mm，测试表面用900号水砂纸打磨抛光，并用丙酮清洗干净待用。 1.2试验方法 摩擦磨损试验在MM-200型摩擦磨损试验机上进行，偶件为直径40mm的454钢环，硬度为 48-50HRC，试验前表面用900号水砂纸打磨抛光，并用丙酮洗净。试验条件为:载荷196N,滑动 速度0.445m/s，总行程2400m, 采用JEM-1200EX型扫描电子显微镜(SEM)观察分析试样磨损表面和磨屑形貌。 结果与讨论 纳米Sic含t对摩擦磨损性能的影响 0 0 3 0 八 U 1 已 ( 圣 . . U n 价 . 0 匡 ， ﹃ 口 ‘ U n 峡 ， 。 。 长 一 1 4 U 八 价 1 。 忍 翻 冬 巴 ‘ ~ ， n 别 .-今~一w ev m e 耐 -口一-Frictioncoefficient 0 0 5 0 户 “ 0 to 20 30 40 50 Contentofgraphite(vol.0/) Fig.lFrictioncoefficientandwe