表面织构对PTFE复合材料的影响

导读:据天津津腾实验设备有限公司了解聚四氟乙烯（PTFE）具有极低的摩擦系数、优异的化学稳定性和油脂相容性，是最常用的固体润滑材料之一，但机械强度差、粘弹性变形大、磨损率高，

来源：未知发布日期：2020-07-01 09:55【大中小】

据天津津腾实验设备有限公司了解聚四氟乙烯（PTFE）具有极低的摩擦系数、优异的化学稳定性和油脂相容性，是最常用的固体润滑材料之一，但机械强度差、粘弹性变形大、磨损率高，阻碍了其在苛刻工况环境下的应用，通常采用软/硬相填料复配改性的方法改善其力学性能和摩擦学性能。硬质的纳米填料可以提高PTFE基体的承载力、抗磨性、以及抗蠕变性能，软质的聚合物填料在成型过程中对改善PTFE分子链缠结起到了关键作用。聚合物在摩擦过程中一般都会形成摩擦转移膜，转移膜对减小摩擦和磨损意义重大，转移膜的形成机理、内部结构、厚度和稳定性已成为聚合物摩擦学的主要研究对象。

Box-BenhnkenDesign（BBD）是一种常用的响应面设计方法（RSM），通过对具有代表性的各因素进行试验，回归拟合全局范围内各因素与结果间的函数关系，可获得精度高、预测性好的非线性数学模型，从而分析各因素对试验结果的影响规律。天津津腾实验设备有限公司了解到因此，通过Design-Expert软件，采用BBD响应面法设计具有代表性的表面织构，并对实验结果进行深入、系统的分析，研究微织构参数及其交互作用对软硬相填充改性PTFE复合材料摩擦磨损性能的影响规律，是表面织构设计和复合材料摩擦学性能优化的新途径。

a.采用Design-Expert10软件，基于BBD响应面法建立的织构参数与摩擦系数和体积磨损率之间的二次回归模型显著，其拟合精度分别为82.85%与83.21%，说明该模型能较精确地分析织构参数与摩擦磨损性能间的关系。

b.通过响应面法计算分析了织构参数对摩擦磨损性能的影响规律，预测得出沟槽宽度为323.2μm、沟槽间距为295.4μm、摩擦角度为88.7°时，摩擦系数存在最小值0.147；沟槽宽度为331.1μm、沟槽间距为307.6μm、摩擦角度为87.6°时，体积磨损率存在最大值8.11×10-5mm3/Nm。

c.表面织构增大了复合材料的初始摩擦系数和体积磨损率，但有利于储存磨屑，在接触应力作用下磨屑中的nano-SiO2粒子与沟槽底部及侧面粗糙峰形成了牢固的机械互锁力，提高了磨屑的附着力，促进了转移膜的形成。

d.摩擦角度为45°时，摩擦力是垂直于沟槽和平行于沟槽方向摩擦力的组合，有利于磨屑沿着沟槽方向的均匀沉积和垂直于沟槽方向上转移膜的延展。

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表面织构对PTFE复合材料的影响

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