7075铝合金-超高分子量聚乙烯自润滑材料的摩擦磨损特性分析
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更新于2024-08-11
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"铝-塑自润滑材料的结构分析设计与摩擦磨损性能 (2006年) - 高强铝合金7075与超高分子量聚乙烯UHMWPE的复合材料,具有较高的比强度,抗压强度达100MPa,摩擦因数小于0.16,在特定摩擦条件下的磨损率为1.7×10-6 mm3/(N・m),主要磨损机制包括犁沟磨损和粘着磨损,后期出现脆性断裂。"
这篇论文详细探讨了一种新型的自润滑材料——高强铝合金7075与超高分子量聚乙烯UHMWPE的复合材料。这种材料的设计目标是结合铝合金的高强度和UHMWPE的优良润滑性能,以优化其在工程应用中的摩擦磨损特性。论文首先进行了材料的结构分析设计,旨在确保材料在承受负载的同时,能有效降低摩擦并减少磨损。
通过压缩试验,研究人员评估了新材料的承载能力。结果显示,这种自润滑材料具有较高的比强度,这意味着它在单位重量下能承受较大的负荷。抗压强度达到100MPa,这一数值表明材料在受压时具有良好的抵抗变形的能力,对于承受机械载荷的部件尤其重要。
接下来,通过往复式滑动摩擦磨损试验,研究人员测试了新材料在不同条件下的摩擦和磨损性能。在正压力P=8.5kN、往复频率300次/min(30mm/s)、滑动行程S=324m的室温干摩擦条件下,材料的摩擦因数保持在0.16以下,这是一个较低的值,意味着材料有良好的自润滑效果,可以显著减少运动部件间的摩擦阻力。同时,磨损率为1.7×10-6 mm3/(N・m),这意味着在测试条件下,材料的磨损程度相对较低。
通过扫描电子显微镜(SEM)对磨损表面的观察,论文进一步分析了磨损机理。研究发现,在初期磨合阶段,材料主要经历犁沟磨损,这是由于硬质颗粒或不平整表面在相互作用时切削对方的结果。随着磨损的进行,材料表面出现了粘着磨损现象,这是由于材料之间发生局部高温导致的材料粘附和撕裂。在磨损后期,观察到表层和亚表层的脆性断裂,这可能是由于疲劳或应变积累导致的材料内部结构的破坏。
这些发现对于理解和优化自润滑材料的设计具有重要意义,尤其是在航空航天、汽车制造和精密机械设备等领域,这些领域对材料的摩擦磨损性能有着严格的要求。通过深入研究,可以进一步改进材料的配方和制造工艺,以实现更优异的自润滑效果和更长的使用寿命。此外,该研究还为其他复合材料的设计提供了理论依据和实验参考,有助于推动新材料科技的发展。
2020-02-09 上传
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