【编号】2022-58

【题名】聚醚醚酮和纳米二氧化硅改性聚四氟乙烯复合材料的摩擦学性能

【作者】卢国库，龚俊，高贵等

【机构】兰州理工大学机电工程学院；中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室

【刊名】高分子材料科学与工程（2022年08期）

【文摘】为了研究干摩擦条件下聚醚醚酮(PEEK)和纳米二氧化硅(nano-SiO₂)填充改性聚四氟乙烯(PTFE)复合材料的摩擦磨损机理,采用共混-冷压-烧结的工艺制备了试样,在LSR-2M型往复摩擦磨损实验机上进行摩擦磨损试验。利用扫描电子显微镜(SEM)和非接触式白光干涉3D轮廓仪表征了对偶表面转移膜及磨痕的微观形貌,X射线光电子能谱分析(EDS)了对偶表面的元素分布,从微观角度揭示了PTFE复合材料的摩擦磨损机理。结果表明,单独填充PEEK和纳米SiO₂填料后,PTFE复合材料的摩擦磨损性能均可得到改善。其中,20％PEEK-PTFE复合材料的体积磨损率仅为2.6×10^-6 mm³/(N•m),15％PEEK-PTFE复合材料的平均摩擦系数为0.18.PEEK减磨效果优于纳米SiO₂,PEEK和纳米SiO₂复配填充能够协同改进PTFE复合材料的摩擦学性能.经过5h磨损,15％PEEK-PTFE复合材料体积磨损率下降至2.7×10^-6 mm³/(N•m),3％纳米SiO₂-15％PEEK-PTFE复合材料的体积磨损率下降至4.3×10^-6 mm³/(N•m)。增大对偶表面粗糙度后,2种复合材料的体积磨损率均增大,而平均摩擦系数均减小。