纳米碳化锆改性填充聚四氟乙烯-聚苯硫醚复合材料摩擦磨损性能

曹文翰¹，龚俊¹，杨东亚¹，祁渊¹，王宏刚²，高贵²

1. 兰州理工大学机电工程学院2. 中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室

摘 要：采用冷压成型烧结工艺法,制备纳米碳化锆（Nano-ZrC）与聚苯硫醚（PPS）填充改性聚四氟乙烯（PTFE）基复合材料。采用邵氏硬度仪、万能材料试验机、扫描电镜分别表征了复合材料的显微结构及力学特性;使用MRH-3型环-块摩擦磨损试验机测试了复合材料在不同实验条件下的摩擦学性能,并通过非接触3D轮廓仪及X射线光电子能谱仪对磨损表面及转移膜进行了检测分析。结果表明:随着纳米碳化锆含量的增加,复合材料硬度上升,拉伸强度、断裂伸长率及冲击强度下降;纳米碳化锆使得复合材料耐磨性得到显著提升,且其体积分数为5%时复合材料摩擦学性能最佳;纳米碳化锆增强了转移膜的物理粘附能力,并促进其化学吸附作用;当载荷提升至300 N,摩擦速度提升至3 m/s时,复合材料摩擦磨损性能大幅降低,转移膜形貌发生明显变化;环境温度（25¹40℃）对复合材料摩擦磨损性能影响不明显。

关键词：纳米碳化锆;聚苯硫醚;聚四氟乙烯;摩擦磨损;转移膜;