【編號】2022-59

【題名】改性納米氮化硅增強聚四氟乙烯復合涂層摩擦學行為研究

【作者】周紅成，卞達，劉雅玄等

【機構】江南大學機械工程學院

【刊名】中國材料進展（2022年07期）

【文摘】聚四氟乙烯(PTFE)在減摩材料領域應用廣泛,但其較差的耐磨性限制了其應用。納米材料改性是改善PTFE耐磨性的一種有效方法,而氮化硅(Si₃N₄)的強度高、摩擦系數低,能夠與PTFE實現功能互補.以PTFE和硅烷偶聯劑KH-570改性的Si₃N₄為填料、 聚酰胺酰亞胺(PAI)為粘結劑,采用噴涂-固化的方法制備了PTFE/Si₃N₄復合涂層,并對該涂層的摩擦學性能展開了研究。利用掃描電子顯微鏡(SEM)和傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)對改性前后的Si₃N₄納米顆粒進行表征;利用顯微硬度測試儀和摩擦磨損試驗機對PTFE/Si₃N₄復合涂層的綜合性能進行表征。研究結果表明:KH-570成功接枝到了Si₃N₄納米顆粒的表面,接枝后Si₃N₄納米顆粒的表面更加粗糙,有利于其均勻分散; Si₃N₄納米顆粒可以改善PTFE/Si3N4復合涂層的硬度和摩擦學性能。當改性Si₃N₄納米顆粒的質量分數為1％時,復合涂層的硬度最高,為11.1HV,摩擦系數和磨損率最低,分別為0.0755和3.78×10^-3 m³?N^-1?m^-1,磨損方式為磨粒磨損。當加入過多的改性Si₃N₄納米顆粒時,其會出現團聚,復合涂層的摩擦磨損性能下降。