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影響滑動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)的因素
閱讀：1122發(fā)布時(shí)間：2023-5-15
1、影響滑動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)的因素
一般說來,，摩擦對偶的滑動(dòng)速度,、滑動(dòng)距離、接觸載荷,、表面粗糙度,、環(huán)境溫度、環(huán)境氣氛等摩擦條件對聚合物及其復(fù)合材料的摩擦磨損性能均有一定影響,。其中接觸載荷和滑動(dòng)速度對聚合物摩擦學(xué)性能的影響是復(fù)雜的,。
2、滑動(dòng)速度
改變滑動(dòng)速度對材料摩擦磨損性能的影響目前研究得不多,。Dickens}5o}研究了在干摩擦及潤滑條件下滑動(dòng)速度及幾何結(jié)構(gòu)對聚氧化二甲苯(PPO>聚醚醚酮(PEEK)和聚四氟乙烯(PTFE>摩擦磨損性能的影響,。張招柱[}sl]研究了金屬Cu,Pb,Ni填充PTFE的摩擦磨損性能，考察了滑動(dòng)速度對材料摩擦系數(shù)及磨損性能的影響,，Pb含量為30vo1.%的PTFE復(fù)合材料的摩擦系數(shù)隨滑動(dòng)速度的增大而減小,，但變化幅度不大，磨損量則隨滑動(dòng)速度增大而增加,，說明該材料不適合在高速條件下使用,。
3、接觸載荷
通常認(rèn)為,，隨著載荷的增加,，聚合物的磨損量就增加。粘彈性塑料在低載荷情況下粘著部分的摩擦系數(shù)占其摩擦系數(shù)的主要部分;隨著載荷的增加,，粘著部分引起的摩擦系數(shù)顯著減小,，摩擦系數(shù)在減小到低點(diǎn)以后隨著載荷的增加而緩慢增加，此時(shí)的摩擦系數(shù)主要是由變形部分引起的,，摩擦系數(shù)的最小值可作為從彈性變形到粘彈性變形的過渡點(diǎn),。李飛[[sz]在納米Zn0填充PTFE的試驗(yàn)中研究了在相同滑動(dòng)速度下,，載荷對不同填充量的復(fù)合材料摩擦系數(shù)和磨損量的影響。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)當(dāng)載荷由SON增加到200N時(shí),，PTFE及Zn0/PTFE納米復(fù)合材料的摩擦系數(shù)迅速降低;而當(dāng)載荷分別為200N和3OON時(shí),，摩擦系數(shù)值相差不大。李飛認(rèn)為載荷為3OON時(shí)基本接近了彈性變形與粘彈變形的過渡點(diǎn),。隨著載荷的增大,，PTFE及納米Zn0/PTFE復(fù)合材料的磨痕寬度也逐漸增大(當(dāng)載荷3OON時(shí)，純PTFE樣品因磨損而失效),。值得指出的是,，當(dāng)載荷超過1OON后，納米Zn0含量為15vo1.%的PTFE復(fù)合材料具有最佳的抗磨性能,。
4、溫度
聚合物復(fù)合材料的摩擦和磨損破壞,，大多與材料性能對溫度的高度依賴性有關(guān),。溫度升高，引起材料軟化,、熔融,、變形、環(huán)化,、交聯(lián),、降解、氧化和水解等變化,。Dimitrienk,。等[[s3]綜述了復(fù)合材料的物理性能和力學(xué)性能隨溫度變化的關(guān)系，認(rèn)為隨著溫度升高,，復(fù)合材料的密度下降,、熱導(dǎo)率降低、熱容量降低,。但對聚合物復(fù)合材料的摩擦和磨損性能隨溫度變化的關(guān)系,，特別是對玻璃化溫度附近的復(fù)合材料摩擦和磨損性能的研究較少。Tanaka[s4}在載荷與滑動(dòng)速度一定的情況下研究了聚合物聚醚颯(PES>,、聚醚醚酮(PEEK),、聚酞亞胺(PI)、聚四氟乙烯(PTFE)及其復(fù)合材料摩擦磨損性能與溫度的依賴關(guān)系,，發(fā)現(xiàn)除PI外其它幾種材料在很寬的一個(gè)溫度范圍內(nèi)(室溫3000C>摩擦磨損性能對溫度的依賴性很小,，PTFE高溫下仍能保持良好的耐磨性。叢培紅等[[ss]發(fā)現(xiàn)連續(xù)升溫時(shí),，真實(shí)接觸面積增大,，聚酞亞胺的摩擦系數(shù)隨溫度升高而增大,，直至最高值0.66，繼而降低至0.16;恒溫實(shí)驗(yàn)時(shí),，其摩擦系數(shù)隨滑動(dòng)時(shí)間延長很快上升到最高值,，繼而急速降低趨于穩(wěn)定，聚酞亞胺的磨損率則隨溫度升高而增大,。這主要是由于隨環(huán)境溫度的升高,，在摩擦熱的作用下聚酞亞胺表面層的物理狀態(tài)發(fā)生了改變。在環(huán)境溫度高于2000C的情況下,，由于表面形成了低粘度的粘流層,，從而使聚酸亞胺具有低而穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，但磨損率較高,。對于外部工況條件對材料摩擦磨損性能的影響,，Liu}56}利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法得出接觸壓力、滑動(dòng)距離,、滑動(dòng)速度三個(gè)參數(shù)對尼龍6,UMWPE,PA6/UHMWPE摩擦磨損性能影響的衰減公式,。認(rèn)為就這三個(gè)參數(shù)而言，接觸壓力是控制參數(shù),，然后是滑動(dòng)距離;滑動(dòng)速度對摩擦磨損性能影響比其它兩個(gè)參數(shù)小,。當(dāng)然，就具體材料而言,，各參數(shù)的影響也不盡相同,。但是Liu利用數(shù)學(xué)方法來描述工況條件對聚合物復(fù)合材料摩擦磨損性能無疑是一項(xiàng)創(chuàng)新性工作。
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