碳纤维增强PEEK复合材料的摩擦学行为研究

摘要

本文利用SRV球盘摩擦磨损试验机考察了碳纤维及聚四氟乙烯(PTFE)增强聚醚醚酮(PEEK)复合材料在干摩擦和水环境下的微动摩擦学性能,并研究了该复合材料在2种条件下的磨损机理。结果表明：在干摩擦条件下,载荷、滑动速的增加,都使PEEK复合材料的磨损率增大,除了摩擦热导致形成的软化层,在摩擦过程中容易被剪切挤出外,复合材料基体的塑性变形增大也是导致磨损率升高原因之一。在水环境条件下,PEEK复合材料的磨损率随载荷的增大逐渐增加,而随滑动速度的增加逐渐降低。随着负载的增大,边界润滑膜厚度减薄,使得磨损率不断增加;随滑动速度的增加,水的边界润滑膜更容易形成,因此磨损率不断降低。由于水的冷却和边界润滑作用,摩擦热的作用显著减轻,复合材料的向摩擦对偶的粘着转移和塑性变形减少,水环境中复合材料的摩擦系数和磨损率均明显低于干摩擦。