ZrB2-Al2O3復(fù)相粉體填充環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的摩擦學(xué)性能的研究.pdf

1、後旦大學(xué)碩士學(xué)位論文ZrB2A1203復(fù)相粉體填充環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的摩擦學(xué)性能的研究StudyonTribologicalPropertiesofZrB2一A1203MultiphasePowdersFilledEpoxyComposites一_一姓導(dǎo)名：姜月師：楊振國(guó)教授于志強(qiáng)副教授企業(yè)導(dǎo)師：王宇飛高級(jí)工程師(陶氏化學(xué))仫旦戈掌碩士學(xué)位論文摘要摘要陶瓷／環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料綜合了環(huán)氧樹(shù)脂的優(yōu)點(diǎn)和無(wú)機(jī)材料的特性(高強(qiáng)度、高硬度、熱穩(wěn)定性、

2、耐腐蝕等)，一直備受關(guān)注，應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。本課題中，利用高能球磨法制備ZrB2A1203復(fù)相粉體，用硅烷偶聯(lián)劑y氨丙基三乙基硅烷(KH550)、y(2，3環(huán)氧丙氧基)丙基三甲氧基硅烷(KH560)和y甲基丙烯酰氧丙基三甲基硅烷(KH570)分別對(duì)ZrB2A1203復(fù)相粉體進(jìn)行表面改性，采用傅立葉紅外光譜分析儀(FTIR)、X射線光電子能譜分析儀(xPS)、掃描電子顯微鏡(SEM)、能量彌散X射線光譜分析儀(EDS)對(duì)硅烷偶聯(lián)劑改性粉體的

3、效果進(jìn)行分析。采用原位聚合法合成硼化物復(fù)相粉體填充的環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料，采用MM200型摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，在干摩擦條件下對(duì)填充不同粉體的復(fù)合材料的摩擦磨損性能進(jìn)行了研究，并通過(guò)SEM對(duì)摩擦表面進(jìn)行表征。探討了單相與復(fù)相、改性與不改性、不同粉體含量對(duì)環(huán)氧樹(shù)脂摩擦系數(shù)和磨損質(zhì)量的影響。研究發(fā)現(xiàn)，微米級(jí)的ZrB2和納米級(jí)的A1203可以通過(guò)高能球磨的方法形成復(fù)相粉體，三種硅烷偶聯(lián)劑對(duì)復(fù)相粉體進(jìn)行改性，在相同的試驗(yàn)條件下，均改性成功，對(duì)比各FTI

4、R、XPS和SEM圖等，KH560的改性效果最佳。選擇經(jīng)過(guò)KH560改性的復(fù)相粉體填充環(huán)氧樹(shù)脂形成復(fù)合材料。通過(guò)摩擦磨損試驗(yàn)對(duì)比，得出結(jié)論，單相ZrB2粉體形成的環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料的摩擦性能沒(méi)有復(fù)相的ZrB2A1203粉體填充形成的復(fù)合材料的性能好。而復(fù)相的ZrB2A1203粉體在環(huán)氧樹(shù)脂中無(wú)法很好的分散，所以選擇經(jīng)過(guò)改性的復(fù)相粉體加入環(huán)氧樹(shù)脂中。改變復(fù)相粉體的含量，對(duì)復(fù)合材料的摩擦性能產(chǎn)生明顯影響，在制備的5％wt、10％wt、15％w

5、t的粉體含量中，復(fù)合材料的摩擦性能呈現(xiàn)出規(guī)律性的變化，即粉體的含量越高，復(fù)合材料的摩擦系數(shù)越低，磨損量越低，摩擦性能越好。對(duì)比經(jīng)過(guò)摩擦磨損試驗(yàn)后，試樣磨損表面的SEM圖，發(fā)現(xiàn)沒(méi)有經(jīng)過(guò)改性的材料表面有很多的磨屑，且有團(tuán)聚的現(xiàn)象，對(duì)材料的摩擦性能影響很大，經(jīng)過(guò)改性后的材料，雖然表面也有劃痕和犁溝，但并無(wú)磨屑，即改性后的粉體加入到復(fù)合材料中能夠成功的改變粉體在材料中的分散性來(lái)增加材料的摩擦性能，與純環(huán)氧樹(shù)脂對(duì)比，加入ZrB2A1203能夠很大