【编号】2022-59

【题名】改性纳米氮化硅增强聚四氟乙烯复合涂层摩擦学行为研究

【作者】周红成，卞达，刘雅玄等

【机构】江南大学机械工程学院

【刊名】中国材料进展（2022年07期）

【文摘】聚四氟乙烯(PTFE)在减摩材料领域应用广泛,但其较差的耐磨性限制了其应用。纳米材料改性是改善PTFE耐磨性的一种有效方法,而氮化硅(Si₃N₄)的强度高、摩擦系数低,能够与PTFE实现功能互补.以PTFE和硅烷偶联剂KH-570改性的Si₃N₄为填料、 聚酰胺酰亚胺(PAI)为粘结剂,采用喷涂-固化的方法制备了PTFE/Si₃N₄复合涂层,并对该涂层的摩擦学性能展开了研究。利用扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对改性前后的Si₃N₄纳米颗粒进行表征;利用显微硬度测试仪和摩擦磨损试验机对PTFE/Si₃N₄复合涂层的综合性能进行表征。研究结果表明:KH-570成功接枝到了Si₃N₄纳米颗粒的表面,接枝后Si₃N₄纳米颗粒的表面更加粗糙,有利于其均匀分散; Si₃N₄纳米颗粒可以改善PTFE/Si3N4复合涂层的硬度和摩擦学性能。当改性Si₃N₄纳米颗粒的质量分数为1％时,复合涂层的硬度最高,为11.1HV,摩擦系数和磨损率最低,分别为0.0755和3.78×10^-3 m³•N^-1•m^-1,磨损方式为磨粒磨损。当加入过多的改性Si₃N₄纳米颗粒时,其会出现团聚,复合涂层的摩擦磨损性能下降。