SiC填料改性UHMWPE复合材料的摩擦磨损性能

会议集名/来源
第十届全国表面工程大会暨第六届全国青年表面工程论坛论文摘要集(一)
出版年
2015-01
会议地点
中国湖北武汉
作者单位
武汉材料保护研究所材料表面保护技术湖北省重点实验室清华大学摩擦学国家重实验室
作者
陈雾;段海涛;顾卡丽;商宏飞;李健
摘要
将不同质量分数的碳化硅(SiC)粉料与超高分子量聚乙烯(UHMWPE)粉料共混制备SiC/UHMWPE复合材料,并将其与GCr15轴承钢配副,通过实验研究了SiC质量分数对UHMWPE复合材料摩擦磨损性能的影响及其磨损机制,并使用分子动力学模拟对复合材料分子间粘附机理和影响因素进行了深入探讨。结果表明:SiC的加入对UHMWPE材料表面硬度影响并不明显但其摩擦系数显著增大;当SiC质量分数为5wt%时,复合材料表现出较小的摩擦系数和优异的抗磨性能,30wt%SiCUHMWPE复合材料磨损机制由弹塑性变形磨损转变为三体磨粒磨损为主导。SiC与UHMWPE分子间的粘附机理表现为非键范德华力吸附,环境温度的变化对粘附性能影响不大,β-SiC晶体生长方向上的(111)晶面对UHMWPE分子的吸附能力最弱,易导致磨损过程中SiC填料聚积和磨损表面微裂纹的产生。
关键词
超高分子量聚乙烯(UHMWPE);碳化硅(SiC);复合材料;摩擦磨损;分子动力学模拟
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