水潤滑軸承材料的摩擦磨損性能及摩擦學(xué)機理研究.pdf

1、用水來代替潤滑油一方面成本低廉，可以循環(huán)利用，安全可靠；另一方面也可以避免潤滑油泄露帶來的污染。這使水成為最具前景的潤滑介質(zhì)。聚合物基復(fù)合材料由于具有重量輕、強度高、耐腐蝕等優(yōu)良的特性，從而正逐步代替一些金屬材料制造運動部件，獲得了越來越廣泛的應(yīng)用。本文研究了環(huán)氧樹脂及聚甲醛基復(fù)合材料在水潤滑條件下的摩擦磨損性能，為聚合物基復(fù)合材料在水利水電、航運、海洋作業(yè)機械等方面的應(yīng)用提供了重要的理論和實驗依據(jù)。
　　本文以改善環(huán)氧樹脂和聚甲

2、醛材料摩擦學(xué)性能為目的，分析這兩種體系的復(fù)合材料在水潤滑條件下的摩擦磨損性能以及相關(guān)摩擦學(xué)機理。對材料生成的轉(zhuǎn)移膜進行較為深入的分析。論文的主要工作和研究結(jié)論如下:
　　采用 MRH-3型磨損實驗機，在水全浴的條件下，考察了環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料的摩擦磨損性能。綜合分析了速度和各種填料對環(huán)氧樹脂基復(fù)合材料摩擦磨損性能的影響。碳纖維和玻璃纖維兩種纖維材料對環(huán)氧樹脂都有不同程度的改善，但碳纖維比玻璃纖維更加適合水潤滑工況條件。納米二氧化硅

3、比石墨更加適合和碳纖維一起發(fā)揮協(xié)同作用。粗糙度的大小對磨損率和潤滑區(qū)間的轉(zhuǎn)變有著深刻的影響。磨損率的數(shù)值和混合潤滑狀態(tài)所占速度區(qū)間長度隨著粗糙度的大小成正比。流體潤滑狀態(tài)所占速度區(qū)間的長度隨著粗糙度的大小成反比。對轉(zhuǎn)移膜的成分進行了分析。利用聚焦離子束和透射電鏡技術(shù)獲得了轉(zhuǎn)移膜的橫截面，對實驗過程中生成的高質(zhì)量轉(zhuǎn)移膜的成分、結(jié)構(gòu)做了相關(guān)分析。生成轉(zhuǎn)移膜為多層結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)移膜成分中含有大量的二氧化硅、氧化鐵和無定型碳。對轉(zhuǎn)移膜減磨減阻的作用進

4、行了驗證。
　　采用M-200型摩擦試驗機，在滴水潤滑的條件下，考察了聚甲醛基復(fù)合材料的摩擦磨損性能，比較了碳纖維和芳綸漿粕兩種增強材料對聚甲醛摩擦磨損性能的影響。兩種纖維增強材料對聚甲醛都有不同程度的改善，但芳綸漿粕增強聚甲醛復(fù)合材料的磨損率更小。盡管碳纖維的支撐作用比芳綸漿粕強，但是與基體材料結(jié)合性能卻不如芳綸漿粕。比較了傳統(tǒng)固體潤滑劑PTFE和h-BN填充聚甲醛材料后的摩擦磨損性能，h-BN對聚甲醛材料的結(jié)晶速率有所加快，對