纳米Cu粉填充碳纤维/PTFE复合材料的摩擦磨损性能

Teflon

纳米Cu粉填充碳纤维／PTFE复合材料的摩擦磨损性能
Tribological Properties of Nano-Cu Reinforced  Carbon Fiber/PTFE Composites
作　　者：孙义牛 穆立文 史以俊 冯新 陆小华

Sun Yiniu Mu Liwen Shi Yijun Feng Xin Lu Xiaohua  （State Key Laboratory of Materials-oriented Chemical Engineering, Nanjing  University of Technology, Nanjing Jiangsu 210009, China）

机构地区：南京工业大学材料化学国家重点实验室,江苏南京210009

出　　处：《润滑与密封》 CA 2011年第36卷第8期 38-41页,66页,共5页

Lubrication Engineering

基　　金：江苏省应用化学与材料领域研究生创新与学术交流中心开放基金项目（2010ACMC05）;国家自然科学基金青年基金项目（51005123）.

摘　　要：考察纳米Cu粉含量、粒径对碳纤维／PTFE复合材料摩擦磨损性能的影响，采用扫描电子显微镜分析磨损面和对偶面转移膜形貌，并探讨其磨损机制。结果表明：纳米Cu粉能提高碳纤维／PTFE复合材料的耐磨性，在高载荷下，纳米Cu粉的增强效果更加明显；纳米Cu粉的粒径越小，复合材料的耐磨性越好；添加质量分数0．3％纳米Cu粉的碳纤维／PTFE复合材料耐磨性最优，1．4m／s，200N下实验条件下，其磨损率比未添加时降低了45％；SEM分析显示纳米Cu粉能在对偶面上形成平整致密的转移膜，具有显微增强作用。

The friction and wear properties of CF/PTFE composites filled with different content and size of nano-Cu were studied, the worn surface and transfer film were investigated by SEM, the abrasion mechanism was discussed. The resuits reveal that nano-Cu could significantly improve the wear resistance of CF/PTFE composites, especially in high load. The smiler the size of nano-Cu, the better the wear resistance of nano-Cu filled composite materials. The addition of 0.3% nano-Cu（50 nm） could improve the wear resistance best,the wear rate decreases by 45% under 1.4 m/s and 200 N compared with CF/PTFE composite. SEM study shows that nano-Cu has good microscopic reinforced effect, it is helpful to form smooth and compact transfer film on the surface of counterparts.

关键词：纳米铜粉 碳纤维 聚四氟乙烯 摩擦磨损
nano-Cu ; carbon fiber ; PTFE ; friction and wear ;

分类号：TB333 [工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 复合材料] TH117.1 [工业技术 > 机械、仪表工业 > 机械学（机械设计基础理论） > 机械摩擦、磨损与润滑]

全文快照：carbOll fiber；PTFE；friction and wear 聚四氟乙烯(PTFE)具有优异的自润滑性和化学稳定性，在摩擦学领域一直是被研究的热点，但是其耐磨性差和易蠕变的特点限制了其更宽范围的应用?。碳纤维(CF)有着优异的力学性能和自润滑性，能够降低聚四氟乙烯的压下磨损率。纳米粉体具有小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应，将纳米粉体如纳米AI，O 、纳米碳管、纳米SiC等填充到高分子聚合物中，能显著改善复合材料的强度、刚性、韧性、硬度和抗磨性能。纳米cu粉具有小尺寸、基金项目：江苏省应用化学与材料领域研究生创新与学术交流中心开放基金项目(2010ACMC05)；国家自然科学基金青年基金项目(5l0o5l23)．收稿日期：2011—03—18 作者简介：孙义牛(1986一)，男，硕士研究生，研究方向为PTFE复合材料的摩擦学性能．E—mail：sunyiniu一007@163．corn 大比表面积、导热性好和较高活性的特点，常用来提高复合材料的耐磨性。王洪涛等研究了微米铜粉和纳米Cu粉填充聚甲醛所形成复合材料的摩擦学性能，发现纳米cu粉比微米铜粉有更强的增强效果。