纳米sic和微米sic填充聚醚醚酮的磨损机理研究

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1、维普资讯http://www.cqvip.com5lc；6(=)纳米SiC和微米SiC填充聚醚醚酮的磨损机理研究、／，．兰盎华壁墅叁沈维长(中国科学院兰州化学物理研究所固体润精开放研究实验室·兰州·730000)弋ll，7摘要刺用热压法分刺以蚋米SiC和微米SiC作加工制品。试块的尺寸为30ram×7ram×6ram，测为填料制取了两类不同SiC填充的聚醚醚酮复夸材试表面用900号水砂纸打磨抛光，并用丙酮清洗干净料．井对它们在干摩擦条件下的摩擦磨损性能进行了待用。研宄，同时还用扫描电子显擞镜对摩擦表面彤貌进行摩擦磨损试验在

2、MM-200型试验机上进行。对了观察，进而对材料的磨损机理作了分析与甘论。研偶件是直径为40mm的45#钢环t表面硬度为究结果表明，10(wt)蚋米SiC作为填料能有效的改HRC~8~50，试验前表面用900号水砂纸打磨抛光t善其填充聚醚醚酮的摩擦磨损性能，而相同含量的微并用丙酮洗净．试验载荷196N，滑动速度为0．~45m／米SiC作为填料只能使其填充聚醚醚酮的耐磨性能S，总行程为240Om。有所改善，但没有减摩效果。微米SiC填充聚醚醚酮摩擦表面和磨屑的SEM形貌分析在JEM一的磨损方式是以严重的犁削和磨料磨损为主，而

3、蚋米1200EX星扫描电子显徽镜上进行。SIC填充聚醚醚酮的磨损方式则是以轻微的粘着磨损为主·-3结果与讨论关键词皱拳§丝鲞型；墨壅塞熊熊旦卢台材料摩埔磨损l3．1纳米SiC含■对摩擦磨损性能的影响——t_一图1所示为纳米SiC填充PEK的摩擦系数和1引言磨损率随填料吉量变化的试验结果．明显可见照纳米SiC吉量增加，其填充PEK的摩擦系数迅速降低并聚醚醚酮(PEEK)爱其复台材料摩擦学性能的逐渐趋向恒定，在SiC吉量为2o(wt，下同)时达到极小值。同时，当填料吉量小于2．5时t纳米SiC填研究和应用已经得到了广泛的重视“

4、~‘纳米陶瓷擞充PEEK的磨损率随纳米SiC吉量的增加而迅速降粒作为填料填充聚醚醚酮能显著改善其摩擦学性能一和部分机械性能L5]。为了比较纳米冉瓷粒子填充聚醚低。当纳米SiC吉量在2．5到10之间时，磨损率醚酮和微米陶瓷粒子填充PEEK磨损机理的不同之达到最低值并几乎保持不变。当SiC吉量大于10以后，磨损率随填料吉量的增加近乎成线性增长，并处．作者选用纳米SiC和擞米SiC作为填料制备了两类不同SiC填充的PEEK复台材料t并对它们的干摩攘磨损性能进行了试验研究。博囊．2试验部分试验中所用的原料有pEEK粉t粒度小于s(

5、I～)田1蚋米SiC填充PEEK摩擦磨损性能随填料音100~m．吉林大学产品I纳米SiC榆，粒度小于80nm．量的变化沈阳金属所产品{微米SiC粉，粒度小于75mt上海Fig1EffectofthecontentofthenanometerSiCon试剂厂产品。thefrictioncoefficientandwearrateofthe填充PEEK复合材料的制备工艺流程为：配料filledPEEK一加人溶剂一超声波分散处理一烘干一热压一成型·韧稿收到日期：1997-06-27终稿收到日期：l997—09·25558‘功韶材

6、料}1998．29(5)维普资讯http://www.cqvip.com磨损率，填充PEEK中纳米SiC的最佳含量为lo。因此，作者选择该填料比例去考察纳米SiC和微米SiC填充PEEK磨损机理的不同之处。3．2纳米SiC和微米SiC填充PEEK的摩擦学性能比较图2示出的是纯PEEK、10纳米SiC和1O％微米SiC填充PEEK的摩擦磨损试验结果。由图可见，lo纳米SIC填充PEEK可显著降低摩擦系数和磨损率而10微米SiC填充PEEK仅能使磨损率有一定量降低，同时使摩擦系数有微小上升。这表明lo纳米SiC作为填充PEEK

7、的填料，具有优良的减章抗磨作用。而1o微米SiC作为填料仅能使其填充PEEK的抗磨性能有一定增加，同时使其摩擦性能有少许降低。：0__h一：毛j0《童鲁2垂监D圈2纯PEEK、纳米SiC填充PEEK和徽米SiC填充PEEK的摩擦系数与磨损率(填料音量：lO)Fig2ThefrictioncoefficientandwearrateofpurePEEK．1lano——SiCfilledPEEKandmicro—SiCfilledPEEK．(Contentoffiller￡10wt-)微米SiC填充PEEK与45#钢环摩擦副磨

8、损表面的SEM形貌如图3所示。可以看出，在微米SiC填充PEEK的摩擦表面上平行排列着连续分布的粗重的犁沟(见图3a)，同时在对偶环表面上有部分较粗糙的犁沟并粘附有一层肉眼可见的不连续的较厚转移膜。显示出该摩擦副的磨损方式主要以犁耕和磨粒磨损为主。图4示出的是纳米SiC填充PEEK与45#钢环摩擦副的磨