纳米氧化锌和石墨填充聚酰亚胺摩擦学性能研究.pdfVIP

2014年 3月 润滑与密封 Mar．2014 第39卷 第3期 LUBRICAT10N ENGINEERING Vo1．39No．3 DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2014．03．001 纳米氧化锌和石墨填充聚酰亚胺摩擦学性能研究 张新瑞 裴先强 王廷梅 王齐华 (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 甘肃兰州 730000) 摘要：采用M一2000型摩擦磨损试验机考察单一纳米氧化锌 (ZnO)和石墨以及二者复合填充聚酰亚胺 (PI)复合 材料在干摩擦下与GCrl5轴承钢对摩时的摩擦磨损性能，并利用扫描 电子显微镜分析PI复合材料及其对偶件磨损表面 形貌状况。结果表明，填充纳米ZnO后 ，PI复合材料的摩擦学性能变差，填充石墨后，PI复合材料摩擦学性能显著改 善；而复合填充纳米ZnO和石墨后PI复合材料的摩擦学性能最佳，即二者存在明显的协同效应。PI复合材料的摩擦磨 损性能同其在偶件磨损表面形成的转移膜的性质密切相关，纳米ZnO能显著增强转移膜与对偶件的结合强度，不同PI 复合材料呈现不同的磨损机制。 关键词：聚酰亚胺复合材料；纳米氧化锌；摩擦与磨损 中图分类号：TH117．1 文献标识码 ：A 文章编号：0254—0150 (2014)3—001—3 StudyontheFrictionandW earPropertiesofNano-Zno andGraphite FilledPolyimideComposites ZhangXinrui PeiXianqiang WangTingmei WangQihua (StateKeyLaboratoryofSolidLubrication，LanzhouInstituteofChemicalPhysics， ChineseAcademyofSciences，LanzhouGansu730000，China) Abstract：Theeffectsofadditionofgraphite(Gr)andnano—ZnOonthetribologicalpropertiesofpolyimide(PI)compos— itesagainstGCr15steelwerestudiedusingablock—on—ringarrangement．Themorphologiesoftheworn surfaceofPIcon— positesandcounteprartwereobservedwithScanningElectronMicroscope．Experimentalresultsrevealthatsingleincoprora— tionofGrsignificantlyimprovesthefriction·reducingandanti—wearabilitiesofthePIcomposites．However，nano-ZnOdete— rioratesthewearresistanceofthePIcompositedrasticallyassinglefiller．A synergisticeffectisfoundforthecombination ofnano—ZnO andGr．whichleadstothebesttribologicalproperties．ThefrictionandwearbehaviorsofthefilledPIeompos— itesarecloselyrelatedtothecharacteristicsoftheirtransferfilm formedonthecounteprartsteelsurface．Nano—ZnO canim— provetheadhesionbetweenthetransferfilm andthecounteprartsteelring，andthedifferentPIcompositeshavedifferent wearmechanism．