氟化石墨改性UHMWPE摩擦学性能的研究

发布时间：2025-06-26 01:42

　　 通过高速球磨、热压成型制备氟化石墨/超高分子量聚乙烯(GF/UHMWPE)复合材料。分别采用球压痕实验、摩擦试验机、扫描电镜研究了GF/UHMWPE的硬度、摩擦学性能、磨损形貌。结果表明,填充氟化石墨能增强UHMWPE的硬度,并提高摩擦系数;当氟化石墨的添加量为4%时,硬度和摩擦系数均达到最大值。氟化石墨能增强UHMWPE的耐磨损性能;氟化石墨的添加量为3%时,耐磨损性能最佳。GF/UHMWPE的磨损机理主要是疲劳磨损和磨粒磨损。

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【部分图文】：

图1 复合材料硬度变化曲线

2.1不同含量的氟化石墨对UHMWPE硬度的影响图1为UHMWPE的硬度随氟化石墨含量变化趋势图。从图1中可以明显观察到，随着氟化石墨添加量的增加，UHMWPE的硬度也随之逐渐增加，氟化石墨能显著增加UHMWPE的硬度。未添加的UHM-WPE的硬度为13.64MPa;当添加....

图2 摩擦系数随氟化石墨含量变化曲线图

2.2.1摩擦系数图2a为摩擦系数随氟化石墨含量变化曲线图。从图2a中可以看出，UHMWPE摩擦系数随时间延长逐渐增加，但其他复合材料的摩擦系数在200s后，基本趋于稳定。在整个实验过程中，UHMWPE的摩擦系数都要比复合材料低，由图2b可知，其平均值为0.127。随着添加氟....

图3 磨损形貌截面图

2.2.2磨损率图4磨损率随氟化石墨含量变化曲线

图4 磨损率随氟化石墨含量变化曲线

图3磨损形貌截面图图3为白光形貌仪记录的磨损截面轮廓图。从图3中可以观察到，UHMWPE的轮廓比其他试样的平坦，而复合材料的轮廓比较粗糙。从图中还可以观察到，随着氟化石墨的添加，磨痕的轮廓的宽度和深度逐渐减小。利用轮廓计算截面积，再通过公式(3)和(4)计算出磨损率，如图4所....

本文编号：4052949