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表面織構(gòu)對PTFE復(fù)合材料的影響

導(dǎo)讀:據(jù)天津津騰實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司了解聚四氟乙烯（PTFE）具有極低的摩擦系數(shù)、優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性和油脂相容性，是最常用的固體潤滑材料之一，但機(jī)械強(qiáng)度差、粘彈性變形大、磨損率高，


返回列表 來源：未知 發(fā)布日期：2020-07-01 09:55【大 中 小】
據(jù)天津津騰實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司了解聚四氟乙烯（PTFE）具有極低的摩擦系數(shù)、優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性和油脂相容性，是最常用的固體潤滑材料之一，但機(jī)械強(qiáng)度差、粘彈性變形大、磨損率高，阻礙了其在苛刻工況環(huán)境下的應(yīng)用，通常采用軟/硬相填料復(fù)配改性的方法改善其力學(xué)性能和摩擦學(xué)性能。硬質(zhì)的納米填料可以提高PTFE基體的承載力、抗磨性、以及抗蠕變性能，軟質(zhì)的聚合物填料在成型過程中對改善PTFE分子鏈纏結(jié)起到了關(guān)鍵作用。聚合物在摩擦過程中一般都會形成摩擦轉(zhuǎn)移膜，轉(zhuǎn)移膜對減小摩擦和磨損意義重大，轉(zhuǎn)移膜的形成機(jī)理、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、厚度和穩(wěn)定性已成為聚合物摩擦學(xué)的主要研究對象。

Box-BenhnkenDesign（BBD）是一種常用的響應(yīng)面設(shè)計(jì)方法（RSM），通過對具有代表性的各因素進(jìn)行試驗(yàn)，回歸擬合全局范圍內(nèi)各因素與結(jié)果間的函數(shù)關(guān)系，可獲得精度高、預(yù)測性好的非線性數(shù)學(xué)模型，從而分析各因素對試驗(yàn)結(jié)果的影響規(guī)律。天津津騰實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司了解到因此，通過Design-Expert軟件，采用BBD響應(yīng)面法設(shè)計(jì)具有代表性的表面織構(gòu)，并對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行深入、系統(tǒng)的分析，研究微織構(gòu)參數(shù)及其交互作用對軟硬相填充改性PTFE復(fù)合材料摩擦磨損性能的影響規(guī)律，是表面織構(gòu)設(shè)計(jì)和復(fù)合材料摩擦學(xué)性能優(yōu)化的新途徑。

a.采用Design-Expert10軟件，基于BBD響應(yīng)面法建立的織構(gòu)參數(shù)與摩擦系數(shù)和體積磨損率之間的二次回歸模型顯著，其擬合精度分別為82.85%與83.21%，說明該模型能較精確地分析織構(gòu)參數(shù)與摩擦磨損性能間的關(guān)系。

b.通過響應(yīng)面法計(jì)算分析了織構(gòu)參數(shù)對摩擦磨損性能的影響規(guī)律，預(yù)測得出溝槽寬度為323.2μm、溝槽間距為295.4μm、摩擦角度為88.7°時，摩擦系數(shù)存在最小值0.147；溝槽寬度為331.1μm、溝槽間距為307.6μm、摩擦角度為87.6°時，體積磨損率存在最大值8.11×10-5mm3/Nm。

c.表面織構(gòu)增大了復(fù)合材料的初始摩擦系數(shù)和體積磨損率，但有利于儲存磨屑，在接觸應(yīng)力作用下磨屑中的nano-SiO2粒子與溝槽底部及側(cè)面粗糙峰形成了牢固的機(jī)械互鎖力，提高了磨屑的附著力，促進(jìn)了轉(zhuǎn)移膜的形成。

d.摩擦角度為45°時，摩擦力是垂直于溝槽和平行于溝槽方向摩擦力的組合，有利于磨屑沿著溝槽方向的均勻沉積和垂直于溝槽方向上轉(zhuǎn)移膜的延展。


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