纳米Al₂O₃/聚苯硫醚改性聚四氟乙烯复合材料摩擦特性

曹文翰¹，龚俊¹，杨东亚¹，王宏刚²，高贵²，任俊芳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：使用MRH-3型环-块摩擦磨损试验机在不同实验条件下对纳米氧化铝（Nano-Al₂O₃）与聚苯硫醚（PPS）共混改性聚四氟乙烯（PTFE）复合材料的摩擦磨损状况进行了测试并在线测量了摩擦表层瞬时温度。采用扫描电镜对磨损表面形貌和转移膜形貌进行了观察与分析。结果表明,复合材料摩擦磨损特性与纳米粒子含量及摩擦表层温度有关;3%（体积分数）Nano-Al₂O₃/PPS/PTFE复合材料的耐磨性最佳;摩擦过程中表层瞬时温度呈现3个阶段:线性升温、温度缓慢变化和稳定阶段,且升温幅度随Nano-Al₂O₃含量的增加而增大;当载荷和速度分别超过200 N和2 m/s时,复合材料磨损率与摩擦表层温度均大幅上升,但摩擦热平衡所需时间却大幅缩短,此时摩擦表面形貌与转移膜形貌均发生明显变化;当环境温度在25¹40℃变化时复合材料摩擦性能变化不显著。

关键词：纳米氧化铝;聚苯硫醚;聚四氟乙烯;摩擦磨损;温度;转移膜;