環(huán)氧樹脂基減摩材料的制備與性能研究.pdf

1、環(huán)氧樹脂基減摩材料具有制備工藝簡單、原料來源廣泛等優(yōu)點，近年來在多種領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。選取環(huán)氧樹脂E-51與固化劑T-31作為粘結(jié)劑體系，石墨、二硫化鉬作為減摩相，氧化鋁、二氧化硅作為增強相。首先，采用加熱共輥法制備單組分環(huán)氧樹脂基減摩材料，利用掃描電子顯微鏡觀察填料在環(huán)氧樹脂基體上的分布形態(tài)，并對減摩材料的摩擦磨損性能、壓縮性能和邵氏硬度進(jìn)行測試，得到環(huán)氧樹脂基減摩材料性能隨單組分填料含量變化的規(guī)律;然后，利用正交試驗方法設(shè)計四組分環(huán)氧

2、樹脂基減摩材料的組分配比，并采用等效夾雜理論Mori-Tanaka法預(yù)測其彈性特征，再結(jié)合實驗最終確定四組分環(huán)氧樹脂基減摩材料的最優(yōu)配比。
　　分別制備石墨/環(huán)氧樹脂基減摩材料和二硫化鉬/環(huán)氧樹脂基減摩材料，減摩相石墨、二硫化鉬的含量變化均為10％、20％、30％和40％。測試結(jié)果表明兩種減摩材料的摩擦磨損性能隨減摩相含量升高表現(xiàn)出先上升后下降的趨勢，且均在含量為20％時達(dá)到最佳;而壓縮性能和邵氏硬度則逐漸下降。使用數(shù)碼顯微鏡觀察

3、磨損面，并對兩種減摩材料的磨損機理進(jìn)行分析。結(jié)果表明二者的磨損機理相似，即減摩相含量較少時，以粘著磨損為主;隨著減磨相含量逐漸上升，由粘著磨損轉(zhuǎn)為疲勞磨損，最后又變成磨粒磨損。
　　分別制備二氧化硅/環(huán)氧樹脂基減摩材料和氧化鋁/環(huán)氧樹脂基減摩材料，增強相二氧化硅、氧化鋁的含量變化均為5％、10％、15％和20％。研究結(jié)果表明，與環(huán)氧樹脂相比，兩種減摩材料的壓縮性能均得到提高，但變化趨勢略有不同。二氧化硅/環(huán)氧樹脂基減摩材料的壓縮性

4、能隨二氧化硅含量升高呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢，當(dāng)二氧化硅含量為15％時，壓縮性能最優(yōu)，壓縮強度和壓縮彈性模量分別提高19.2％、15.7％。氧化鋁/環(huán)氧樹脂基減摩材料的壓縮性能隨氧化鋁含量升高呈現(xiàn)出上升趨勢，當(dāng)氧化鋁含量為20％時，壓縮性能最優(yōu)，壓縮強度和壓縮彈性模量分別提高5.3％、10.2％。兩種減摩材料的邵氏硬度分別隨二氧化硅、氧化鋁含量升高呈現(xiàn)出上升趨勢，當(dāng)二氧化硅、氧化鋁含量均為20％時，邵氏硬度分別提高0.4％、1.3％。<

5、br>　　基于等效夾雜理論的Mori-Tanaka法對增強相/環(huán)氧樹脂基減摩材料的彈性模量進(jìn)行模擬，與實驗結(jié)果對比，驗證了模擬的準(zhǔn)確性。結(jié)合減摩相/環(huán)氧樹脂基減摩材料彈性模量的實驗結(jié)果，求解出該實驗條件下石墨、二硫化鉬的彈性模量。綜合考慮減摩相和增強相對減摩材料的影響，通過正交試驗方法設(shè)計了9組四組分環(huán)氧樹脂基減摩材料，并對其彈性特征進(jìn)行預(yù)測，選取彈性模量較高的3組進(jìn)行摩擦磨損性能、邵氏硬度測試，最終確定當(dāng)石墨、二硫化鉬、二氧化硅、氧化