石墨/Cr_(2)O_(3)协同改性PTFE/硅灰石材料摩擦学性能

摘要

采用电子万能试验机、环-块式摩擦试验机和扫描电子显微镜等分析表征手段,考察了针状硅灰石与石墨(Gr)和Cr_(2)O_(3)并用对聚四氟乙烯(PTFE)复合材料摩擦磨损性能的影响。结果表明,随着硅灰石含量的增加,PTFE/硅灰石复合材料的磨损率逐渐降低,而摩擦系数呈现出先降低后增加的趋势。在15%(质量分数,下同)硅灰石的基础上添加10%Gr时,复合材料的磨损率降低到0.22×10^(-5) mm^(3)/(N·m),摩擦系数略有增大。进一步添加1%Cr_(2)O_(3)代替相应含量的Gr时,PTFE/硅灰石/Gr/Cr_(2)O_(3)复合材料表现出最低的磨损率,仅有0.13×10^(-5) mm^(3)/(N·m),对应的摩擦系数为0.25。磨损机理分析表明:适量硅灰石在摩擦过程中起到了较好的支撑载荷作用,阻止了对偶上微凸体对摩擦表面的嵌入;在此基础上继续添加9%Gr和1%Cr_(2)O_(3)时,对偶上形成了非常致密完整、薄且均匀的转移膜,表现为轻微的磨粒磨损特征。