【編號】2022-58

【題名】聚醚醚酮和納米二氧化硅改性聚四氟乙烯復合材料的摩擦學性能

【作者】盧國庫，龔俊，高貴等

【機構】蘭州理工大學機電工程學院；中國科學院蘭州化學物理研究所固體潤滑國家重點實驗室

【刊名】高分子材料科學與工程（2022年08期）

【文摘】為了研究干摩擦條件下聚醚醚酮(PEEK)和納米二氧化硅(nano-SiO₂)填充改性聚四氟乙烯(PTFE)復合材料的摩擦磨損機理,采用共混-冷壓-燒結的工藝制備了試樣,在LSR-2M型往復摩擦磨損實驗機上進行摩擦磨損試驗。利用掃描電子顯微鏡(SEM)和非接觸式白光干涉3D輪廓儀表征了對偶表面轉移膜及磨痕的微觀形貌,X射線光電子能譜分析(EDS)了對偶表面的元素分布,從微觀角度揭示了PTFE復合材料的摩擦磨損機理。結果表明,單獨填充PEEK和納米SiO₂填料后,PTFE復合材料的摩擦磨損性能均可得到改善。其中,20％PEEK-PTFE復合材料的體積磨損率僅為2.6×10^-6 mm³/(N?m),15％PEEK-PTFE復合材料的平均摩擦系數為0.18.PEEK減磨效果優于納米SiO₂,PEEK和納米SiO₂復配填充能夠協同改進PTFE復合材料的摩擦學性能.經過5h磨損,15％PEEK-PTFE復合材料體積磨損率下降至2.7×10^-6 mm³/(N?m),3％納米SiO₂-15％PEEK-PTFE復合材料的體積磨損率下降至4.3×10^-6 mm³/(N?m)。增大對偶表面粗糙度后,2種復合材料的體積磨損率均增大,而平均摩擦系數均減小。