編號(hào)：CYYJ043259
篇名：纖維材質(zhì)對(duì)UHMWPE水潤(rùn)滑軸承復(fù)合材料摩擦學(xué)性能的影響
作者：郭智威 馮潤(rùn)麒 何陽(yáng) 袁成清
關(guān)鍵詞： 水潤(rùn)滑軸承 摩擦學(xué)性能 纖維材質(zhì) UHMWPE 復(fù)合材料
機(jī)構(gòu)： 武漢理工大學(xué)交通與物流工程學(xué)院 國(guó)家水運(yùn)安全工程技術(shù)研究中心可靠性工程研究所
摘要： 超高分子量聚乙烯(Ultra-high molecular weight polyethylene, UHMWPE)在水潤(rùn)滑軸承領(lǐng)域具有巨大的發(fā)展?jié)摿?然而單一的UHMWPE難以滿足水潤(rùn)滑軸承的耐磨性需求,尤其是在低速重載工況下.通過纖維改性的方法可以提高其摩擦學(xué)性能,但是纖維材質(zhì)的不同特性對(duì)于復(fù)合材料摩擦學(xué)性能的影響存在差異.通過熱壓模具分別制備劍麻纖維(Sisal fiber,SF)、碳纖維(Carbon fiber,CF)和聚酯纖維(Polyester fiber,PETF)與UHMWPE混合的定向纖維復(fù)合材料,并與純UHMWPE做對(duì)照試驗(yàn).利用R-tec往復(fù)摩擦試驗(yàn)機(jī)模擬不同載荷(5和10 N)和不同速度(20、40和60 mm/s)下銅球與不同復(fù)合材料的摩擦過程,通過邵氏硬度和極限抗彎強(qiáng)度試驗(yàn)對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能進(jìn)行表征測(cè)試,采用接觸角測(cè)試復(fù)合材料的浸潤(rùn)性,試驗(yàn)結(jié)束后用掃描電子顯微鏡觀察表面磨損形貌.結(jié)果表明:纖維的力學(xué)性能,尤其是硬度和抗彎強(qiáng)度是影響定向纖維復(fù)合材料摩擦學(xué)性能的關(guān)鍵因素,所添加纖維在復(fù)合材料中強(qiáng)有力的支撐作用使摩擦學(xué)性能顯著提高,纖維的耐磨性和浸潤(rùn)性是次要因素.試驗(yàn)工況下,CF/UHMWPE摩擦系數(shù)最低,且在低速重載(載荷10 N,速度20 mm/s)時(shí)的摩擦系數(shù)與純UHMWPE相比降低了36.92%;添加耐磨性強(qiáng)的PETF纖維后,復(fù)合材料磨損體積與純UHMWPE相比降低了30.56%。
