文档名：纳米凹凸棒石对酚醛复合材料摩擦学性能的影响
摘要：源自优质黏土矿物资源的一维凹凸棒石(AT)纳米纤维,可用于增强复合材料并改善其摩擦磨损特性.采用酚醛树脂(PF)模塑料塑炼工艺及热压成型工艺制备了AT纳米纤维混杂传统微米纤维如碳纤维(CF)、玻璃纤维(GF)及芳纶纤维(AF)增强PF复合材料,系统考察了AT纳米纤维的含量对微米尺度短切纤维增强PF复合材料压缩性能及多种工况下摩擦学性能的影响规律,利用扫描电子显微镜及能谱仪表征了摩擦界面原位生长转移膜的微观结构,探索了AT纳米纤维与微米纤维在干摩擦、油润滑和水润滑条件下可能的协同减摩抗磨作用机理.结果表明,AT与高模量纤维(CF,GF)表现出显著的协同增强作用,显著提高了PF复合材料的压缩强度.当AT纳米纤维质量分数为20%时,CF/AT/PF与GF/AT/PF的压缩强度分别可达407MPa及400MPa.干摩擦条件下,AT分别与CF和AF的复配使用促进了固体润滑特性转移膜的生长,提高了材料的自润滑性能;油润滑条件下,GF/AT/PF表现出最高的耐磨性能,GF减薄可能是主要的磨损机理;水润滑条件下,AF/AT/PF表现出最低的摩擦系数,而CF/AT/PF表现出最高的耐磨性能.
Abstract：One-dimensionalattapulgite(AT)nanofiberssourcedfromhigh-qualityclaymineralresourcescanreinforcepoly-mericcompositesandimprovetheiranti-frictionandwearresistance.Hybridphenolicresin(PF)compositesreinforcedwithbothATandconventionalmicrofibers,i.e.carbonfiber(CF),glassfiber(GF)andaramidfiber(AF),werepreparedviaplasticizationmixingofPFmoldingcompoundandhotpresstechniques.TheeffectsofATnanofibercontentsonmechanicalpropertiesandtribologicalproperties(undermultipleworkingconditions)ofmicron-scalechoppedfibersreinforcedPFcomposites.Microstructuresofin-situgrowthtribofilmsestablishedatfrictioninterfacewerestudiedbyscanningelectronmicroscopyandenergydispersivespectrometer.Possiblesynergeticrolesandmechanismsofanti-frictionandwear-reductionofATnanofiberandthemicrofibersunderdryfriction,oil-lubricatedandwater-lubricatedconditionswereexplored.TheresultsdemonstratethatcombinationofATandhigh-modulusfibers(CForGF)exhibitsasignificantlysynergisticreinforcingeffectonthePFmatrix,greatlyimprovingthecompressionstrengthofthePFcomposite.WhenthemassfractionofATnanofiberis20%,thecompressivestrengthofGF/AT/PFandCF/AT/PFcanreach407MPaand400MPa,respectively.Underdryfrictioncondition,theadditionofcombinedAT/CForAT/AFintothePFmatrixpromotestribofilmwithsolidlubricationcharacteristicsgrowthonsteelcounterface.Inparticular,self-lubricatingpropertiesofCF/AT/PFandAF/AT/PFwereidentified.Underoil-lubricatedconditions,GF/AT/PFshowsthehighestwearresistanceamongthecomposites,GFfiberthinningissurmisedtobeanimportantwearmechanismofthecomposite.Whenbeingsubjectedtoslidinginwater,AF/AT/PFshowsthelowestfrictioncoefficient,whilstCF/AT/PFshowsthehighestwearresistance.
作者：王晓东 李欢 张嘎 王小新 Author：WANGXiaodong LIHuan ZHANGGa WANGXiaoxin
作者单位：青岛科技大学高分子科学与工程学院,山东青岛266042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,兰州730000
刊名：工程塑料应用 ISTICPKU
Journal：EngineeringPlasticsApplication
年，卷(期)：2024, 52(6)
分类号：TQ322
关键词：凹凸棒石 摩擦磨损 纤维增强 多重工况 转移膜
Keywords：attapulgite frictionandwear fiberreinforced multipleworkingcondition tribofilm
机标分类号：TB383TQ323.1O63
在线出版日期：2024年7月22日
基金项目：中国科学院战略性先导科技专项，中国科学院国际伙伴计划-对外合作重点项目纳米凹凸棒石对酚醛复合材料摩擦学性能的影响[
期刊论文] 工程塑料应用--2024, 52(6)王晓东 李欢 张嘎 王小新源自优质黏土矿物资源的一维凹凸棒石(AT)纳米纤维,可用于增强复合材料并改善其摩擦磨损特性.采用酚醛树脂(PF)模塑料塑炼工艺及热压成型工艺制备了AT纳米纤维混杂传统微米纤维如碳纤维(CF)、玻璃纤维(GF)及芳纶纤维(AF)...参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
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