火焰喷涂尼龙1010及其复合涂层结构与性能-有机高分子材料专业论文.docx

郑重声明本人的学位论文是在导师指导下独立撰写并完成的，学位论文没有剽窃、抄 郑重声明 本人的学位论文是在导师指导下独立撰写并完成的，学位论文没有剽窃、抄 袭等违反学术道德、学术规范的侵权行为，否则，本人愿意承担由此产生的一切 法律责任和法律后果，特此郑重声明。 学位论文作者(签名) 2005年5月20日 火焰喷涂尼龙1010及其复台涂层结构与性能摘要 火焰喷涂尼龙1010及其复台涂层结构与性能 摘要 ：k焰喷涂聚合物粉末是—种高效、低耗的材料表面保护和维修技术，具有非常广阔的直用 前景。它能在各种固僻书件牺甄郦喷涂通用塑料或工程塑料粉末，改善固体表面性能，仓腿}基体 与表面性能各异的复合材料，将高分子材料的诸多优异性能赋予基体。另外，此技术不受基体 材质、结构和形状的限制，实施效率高，涂层与基体结合牢固，可制备各种功能涂层。火焰喷 涂设备简单，操作方便，不需另外加热设备，仅用喷枪本身进行预热和塑化，可在现场进行喷 涂作业，而且昭贲涂的涂层材料范围广，既育热塑性聚合物，也有热固性聚合物，可涂覆的涂 层厚度范围可调性大，更换粉末颜色及品种方便，在机械、化工、建筑等}亍=蝴范围很广。 聚酰胺(P．A)，又稻派渤辅妒on)，是大分子主链重复单元中含有酮i胺基团的高聚物的总称， 是最早也是当前国内外应用最广泛的热塑性工程塑料之一。尼龙由于具有强韧耐磨、耐冲击、 耐疲劳、耐腐蚀、耐油等删能，特另惺耐磨和自润滑性自旨优良。尼龙1010是我国特有的 长碳链尼龙高分子品种，国外至今未见同类产品。尼龙1010具有比重小，机械强度高，自润 滑及较好的电气绝缘性、化学稳定性，而且流动性好，易于成型加工。因此，其应用遍及军工、 机械、交通运输、仪器仪表、电子电气和农业柳捌淄嘲耐或。其耪沫司诈为涂层捌荆用以改善物 件的表面性能，实施材料的维修及保护。目前，对尼龙1010高分子材料的缩屿性能的研究 很多，但涉及火焰喷涂尼龙1010涂层结构与性能方面的研究皎少。因此，本论文梅；宽火焰喷 涂尼龙1010及其纳米复合涂层的结构与性能进行较系统的研究，为扩大尼龙1010在表面工程 领域的应用及火焰喷涂聚合物粉末涂层的应用提供一些有参考价值的依据。 鉴于目前尚未笮稽适的、统一的测试火焰喷涂聚合物涂层与基体结合强度的方流通过对 现有测试除层与基体结合强度方法的分析，针对火焰喷涂聚合物涂层的特点，模拟平面火焰喷 涂，设计制作了—套用于钡4{式：J(熘喷涂聚台物及其复合涂层与基体结合强度的活塞式傍毛民。有 关理论分析及试验结果表明：该套懒便易行，当活塞基体宣径为2ram左右时，涂层基本 上能与基体完全剥离，满足澳牺翳渥与基体结合强度的要求，基本￡能得到涂层与基体之间的 真实结合强度，具有一定的实用及推广价值。 研究谚}计了—嘻简单、方便、实用的用于钡捌狄焰喷涂尼龙1010涂层及其复合涂层自拉 伸强赛附礤留镯竦赠惧，探讨了涂层厚窝蝴自拉伸强度的影响。实验结果表明，该莓窖漠 郑州大学博士学位论文具简单、实用；由于高分子材料特有的长链结构，涂层厚度对其自拉伸强度几乎无影响，证明 郑州大学博士学位论文 具简单、实用；由于高分子材料特有的长链结构，涂层厚度对其自拉伸强度几乎无影响，证明 火焰喷涂聚合物涂层具有厚度可调范围宽的优点。 采用均匀试验设计方法，对火焰喷涂尼龙1010涂层的干摩擦磨损性能进行了研究，并利 用SPSS统计软件对试验结果进行了回归分析，建立了涂层摩擦系数及磨损质量损失与∥之间 的数学模型。相关理论分析和试验测定结果表明回归模型可信、可行，所建立的回归方程具有 显著性和统计意义。扫描电子显微镜对涂层磨损形貌观察显示，涂层的摩擦磨损机理主要为塑 性变形、疲劳磨损和粘附磨损。 探讨了石墨对火焰喷涂尼龙1010涂层干摩擦磨损性能的影响，实验结果及相关理论分析 表明：片状石墨(微米级)由于具有优异的导热性能及层片间的滑移特性，使复合涂层摩擦表 面温度降低，摩擦应力得以分散，而明显改善火焰喷涂尼龙1010涂层的摩擦性能，在相同的 摩擦条件下，摩擦系数明显降低，粘附磨损明显减轻；所建立的回归模型可信、可行，回归方 萜蠛瞎弛蕾葺性-和统．计意义。 探讨了纳米材料对：Jc焰喷涂尼龙1010涂层结构与性能的影响。通过对必嘲卿佘尼龙1010／ 纳米石墨(n-G)、纳米Ti(h(11_Ti02)、纳米ZnO(n-ZnO)、f骢米Si02(n-Si∞复合涂层的力学 性能、热性能、耐老化性能、光学性能及摩擦磨损性能的研究，得到了—些有参考价值的实验 结果：①DSc热分析结果表明，适量纳米材料的加入能提高尼龙1010涂层大分子的结晶能力， 使复合涂层的过冷度明显减小；由于纳米颗粒表面极性基团的存在，使涂层与基体的结合黻 和涂层的自拉伸强度明显提高。②紫外光老化试验结果表明，由于纳米Ti如、f