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制备高性能聚合物基复合材料是提高机件耐磨性能的重要途径,颗粒填充PTFE聚合物基复合材料具有良好的耐磨性能,且比重轻、绝缘性能好,适用于航空、电子、计算机等高、精、尖领域代替某些金属、合金用以减轻结构重量、提高机构的灵便性。陶瓷颗粒是PTFE复合材料重要的填料,然而,有关陶瓷颗粒填充PTFE复合材料摩擦磨损性能的研究尚十分少见。 本文从影响复合材料摩擦磨损性能的内部因素入手,干摩擦条件下研究了不同的颗粒含量、粒径、种类及其与基体的结合力对复合材料摩擦磨损性能的影响,研究表明:随PTFE基体中颗粒含量的增加,复合材料的耐磨性能提高,摩擦性能降低,颗粒在复合材料中具有相对最佳含量值:同种颗粒随粒径的增加,复合材料的耐磨性能提高,摩擦性能降低,颗粒对复合材料耐磨性能的贡献具有最佳粒径;相同试验条件下,PTFE/Al2O3p,的摩擦学性能优于PTFE/SiCp,原因在于Al2O3p,的表面尖锐程度小于SiCp;利用偶连剂KH—550对陶瓷颗粒进行表面处理后,复合材料的摩擦学性能得到一定程度的提高。 本文研究了复合材料在不同载荷、磨损介质、滑动速度条件下的摩擦磨损性能,探讨了外部因素对复合材料摩擦磨损性能的影响,研究证明:随载荷或摩擦速度的增加,复合材料的摩擦学性能降低:水及润滑油磨损介质的存在提高了复合材料的摩擦学性能,复合材料在润滑油介质中具有最优异的摩擦学性能。 本文利用分形几何对不同粒径复合材料磨损表面的形貌特征进行了定量描述,得出了分形维数D与磨损表面形貌特征之间的关系,并对D与复合材料磨损机理之间的关系进行了初步探索。研究表明D随颗粒粒径的变化能够很好的解释颗粒粒径对复合材料磨损机理及磨损程度的影响。 利用基于分形的SF—D法对陶瓷颗粒表面尖锐程度进行定量评定,结果表明:SiCp的表面尖锐程度高于Al2O3P,采用陶瓷颗粒作为PTFE增强相时,选择表面尖锐程度较小的颗粒将有利于提高聚合物PTFE基复合材料的耐磨性能。