环氧树脂粘结润滑涂层摩擦学特性研究

论文摘要

本论文首先通过加热固化试验和热失重分析试验考察了环氧树脂(E54)、酚醛环氧树脂(F44)以及它们按不同比例混配的复合粘结剂的耐热性能;通过摩擦磨损试验,探讨了不同粘结剂涂层的摩擦磨损性能和承载能力,综合耐热性能及摩擦磨损试验结果,获得较好的粘结润滑涂层配方;在此基础上进一步考察Al2O3硬质颗粒添加对粘结润滑涂层摩擦磨损性能的影响;进行变温摩擦磨损试验,探讨了相关涂层在不同温度条件下的摩擦磨损特性。通过光学显微镜、SEM、能谱成分分析等进一步研究了粘结润滑涂层的摩擦学特性机理。F44的添加可以提高E54环氧树脂的耐热性能,随着F44含量的增加,复合环氧树脂粘结剂的耐热性能逐渐变好;而且由F44与E54混配的复合环氧树脂粘结润滑涂层具有较好的减摩耐磨性能以及较高的承载能力,当胶黏剂体系中F44与E54的比例为3:2时,涂层的承载能力及其摩擦学特性最佳;而且复合环氧树脂粘结润滑涂层的使用温度明显提高,环境温度达到300℃左右时,仍具有较好的减摩自润滑作用。适宜大小和数量Al2O3硬质颗粒的添加,对涂层的减摩性能影响不大,但能在一定程度上提高涂层的耐磨性和承载能力;然而,较高温度条件下Al2O3硬质颗粒反而会造成涂层及对偶件的伤害。干摩擦磨损试验的初始阶段,对偶件与涂层表面微凸体接触,紧密包覆固体润滑组元的环氧树脂胶黏剂首先与对偶件起作用,减摩润滑效果不佳,随着时间及载荷的增加,涂层微凸体发生变形、破损而从涂层表面剥离形成磨屑,并逐渐在涂层表面涂抹形成润滑保护薄膜以及在对偶件表面形成转移层,使得对偶件与涂层的摩擦转变为润滑薄膜间的摩擦,涂层显示出优良的减摩自润滑性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 致谢
• 第一章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 粘结固体润滑涂层
• 1.2.1 粘结固体润滑涂层的主要类型及研究现状
• 1.2.2 粘结固体润滑涂层的性能特点
• 1.2.3 粘结固体润滑涂层的评价
• 1.3 本课题研究的主要内容及意义
• 1.3.1 课题的提出与意义
• 1.3.2 本课题的主要研究内容
• 第二章 粘结固体润滑涂层制备及基本粘结剂基体选配
• 2.1 试验材料
• 2.2 实验设备及仪器
• 2.3 涂层制备、性能测试及摩擦磨损试验
• 2.3.1 胶黏剂体系
• 2.3.2 涂层配方设计与制备
• 2.3.3 涂层摩擦磨损试验分析
• 2.4 本章小结
• 2O₃ 颗粒粘结润滑涂层摩擦学性能研究'>第三章 添加硬质Al₂O₃颗粒粘结润滑涂层摩擦学性能研究
• 3.1 前言
• 20₃ 硬质颗粒对涂层摩擦学性能的影响'>3.2 添加10 μm Al₂0₃硬质颗粒对涂层摩擦学性能的影响
• 3.2.1 定载条件下摩擦磨损性能试验分析
• 3.2.2 变载条件下摩擦磨损性能试验分析
• 20₃ 硬质颗粒对涂层摩擦学性能的影响'>3.3 添加0.5 μm Al₂0₃硬质颗粒对涂层摩擦学性能的影响
• 3.3.1 定载条件下涂层的摩擦磨损性能试验分析
• 3.3.2 定速变载条件下摩擦磨损性能试验分析
• 20₃ 硬质颗粒对涂层摩擦学性能的影响'>3.4 添加30 nm Al₂0₃硬质颗粒对涂层摩擦学性能的影响
• 3.4.1 定载条件下涂层的摩擦磨损性能试验分析
• 3.4.2 变载条件下摩擦磨损性能试验分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 温度对环氧树脂粘结润滑涂层摩擦磨损特性影响的研究
• 4.1 试验条件
• 4.2 变温条件下固体润滑涂层的摩擦学性能
• 4.2.1 不同环境温度下纯环氧树脂1#涂层的摩擦学性能
• 4.2.2 不同环境温度下5#涂层的摩擦学性能
• 4.2.3 在不同环境温度下 M3 涂层的摩擦学性能
• 4.2.4 不同环境温度时涂层磨损量比较
• 4.3 本章小结
• 第五章 环氧树脂粘结润滑涂层摩擦磨损特性及机理研究
• 5.1 摩擦磨损理论
• 5.1.1 存在表面膜的金属粘附理论
• 5.1.2 固体润滑摩擦理论
• 5.2 基本配方涂层定速变载条件下转移膜生成的减摩自润滑特性分析
• 20₃ 硬质颗粒固体润滑涂层的减摩自润滑特性分析'>5.3 添加0.5 μm Al₂0₃硬质颗粒固体润滑涂层的减摩自润滑特性分析
• 5.4 高温条件下固体润滑涂层转移膜的形成减摩自润滑特性分析
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结和展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文