EP-KF復(fù)合材料樹脂體系設(shè)計(jì)及海水環(huán)境下摩擦磨損性能.pdf

1、本文旨在研究以環(huán)氧樹脂為核心的樹脂體系及其凱夫拉纖維增強(qiáng)的復(fù)合材料在海水潤滑條件下的摩擦磨損性能,觀測分析 EP/KF復(fù)合材料和錫青銅摩擦副在海水中摩擦后的微觀形貌,探索磨損機(jī)理。
　　本試驗(yàn)選取TED-85,615樹脂為環(huán)氧樹脂基體,添加二硫化鉬,三硫化二銻和石墨填料,確定固化條件,制備出樹脂澆鑄體試樣。并全浸于海水中80天,通過載荷,摩擦環(huán)境變量設(shè)計(jì),測量浸泡前后配比不同的澆鑄體試樣的摩擦磨損性能,分析其摩擦磨損機(jī)理,評價(jià)海水

2、浸泡對該體系樹脂澆鑄體的摩擦磨損性能的影響。并測量試樣的吸濕率,巴氏硬度變化,聚合物主體結(jié)構(gòu)變化情況和表面物相變化情況。為復(fù)合材料的基體體系選擇提供依據(jù),制備出 EP/KF復(fù)合材料,并測試其干摩擦和鹽水潤滑條件下的摩擦磨損性能,分析其磨損機(jī)理。
　　試驗(yàn)結(jié)果表明,在鹽水介質(zhì)中,本樹脂體系試樣的磨損以對磨件微凸起切削犁耕聚合物試件為主,磨粒磨損為主要磨損類型。添加二硫化鉬和三硫化二銻填料鹽水潤滑條件下沒有發(fā)揮出干摩擦?xí)r潤滑效果。添加

3、石墨填料雖可大幅減小樹脂澆鑄體試樣在鹽水介質(zhì)中的摩擦系數(shù),但摩擦系數(shù)波動較大,影響摩擦?xí)r的穩(wěn)定性。三種填料的過多加入都沒有對摩擦磨損性能起到很好的正面影響。
　　經(jīng)海水浸泡后,樹脂澆鑄體試樣的巴氏硬度普遍有所下降,將浸泡前后的樹脂澆鑄體試樣經(jīng)過紅外光譜和XRD分析,得出海水浸泡后,無論是試樣內(nèi)部還是試樣表面,其化學(xué)組成都沒有變化,呈現(xiàn)出優(yōu)良的耐海水腐蝕性能。但上述添加不同填料的試樣經(jīng)過海水浸泡后,摩擦系數(shù)都不同程度呈現(xiàn)出波動現(xiàn)象。

4、經(jīng)過XPS分析和掃描電鏡觀測,發(fā)現(xiàn)干摩擦下,試樣摩擦面已嵌入對磨件金屬,摩擦表面損壞相比鹽水潤滑時(shí)更加嚴(yán)重。
　　三股加捻的凱夫拉纖維的加入,提升了樹脂基體的機(jī)械強(qiáng)度,在摩擦過程中,纖維起到了承擔(dān)大部分載荷作用,提升了材料耐磨性能。鹽水潤滑條件下,EP/KF復(fù)合材料試樣摩擦系數(shù)隨負(fù)載的增加趨于穩(wěn)定。而干摩擦下,隨著負(fù)載增加,摩擦系數(shù)呈先減小后增大的趨勢。兩種條件下,試樣的磨損量都隨著載荷的增加加大。鹽水潤滑條件下,使得 EP/KF