【编号】2024-57

【题名】PEEK填充PTFE摩擦学性能的分子动力学模拟分析

【作者】王妍，汤赫男，赵晶等

【机构】沈阳工业大学

【刊名】 润滑与密封（2024年09期）

【文摘】采用分子动力学的模拟研究方法，建立不同质量比的聚醚醚酮(PEEK)填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料的无定型模型(PEEK质量分数分别为5％、10％、15％、20％)，对模型进行几何优化和动力学优化，并构建PEEK/PTFE复合材料与Fe摩擦副对摩模型。模拟分析结果显示：质量分数10％PEEK填充的PEEK/PTFE复合材料的耐磨特性最佳，其磨损率与PTFE材料相比降低了 26.44％，且减摩特性保持良好。通过分析摩擦界面处的结合能可以得出，在纯PTFE基材中加入PEEK可有效降低摩擦界面处的结合能，降低PTFE与对偶面的相互作用，从而降低磨损.通过分析摩擦界面处的原子含量、径向分布函数以及自由体积分数可以得出，质量分数为10％的PEEK/PTFE复合材料的PEEK和PTFE分子链分布更加均匀；然而PEEK质量分数过高时，晶胞内易出现不均匀变形和应力集中现象，使得PTFE分子在摩擦过程中更易出现脱落现象，耐磨性降低.研究结果从原子尺度揭示了 PEEK对PTFE材料摩擦学性能的作用机制，从微观视域揭示了 PEEK填充PTFE的增强机制，为研发新型PTFE基复合材料提供理论参考。