高分子聚合物摩擦材料
制作汽车刹车片的高分子材料.
C/C复合材料，即炭纤维增强炭基体复合材料。 自从1958年问世以来，由于其具有比重小（约为铁的 1/5）、强度高（抗拉强度>2GP）、热膨胀系数小、 耐高温等优点，在军工、航空、航天等方面取得了长 足的发展。其在民用领域方面的应用也日益扩大，很 多民用飞机（如波音系列：Boeing747、Boeing757 等，空客系列：A330、A340等）和高档赛车（Ferrari F2005、Renault R25、Toyota TF105等）已开始装备 C/C刹车副。目前国内中南大学、西北工业大学、中 科院金属所、航天集团第四院43所、621所等几家单位 的研究在国内居于领先水平。中南大学以博云新材料 股份有限公司为依托，C/C刹车副已全面实现产业化、 国产化[13-15]。由于C/C复合材料采用化学气相沉积 （CVD），液相浸渍炭化的生产工艺，生产周期较长， 因此成本较高，价格昂贵（一副C/C刹车盘价格高达 上万元），这也制约了其在更广阔领域特别是汽车领 域的应用。
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C/ C2SiC 复合材料制备工艺技术的关键是：1纤 维损伤尽量少； 2 纤维/ 基体(F/M)界面形成适当 的结合强度；3)克服基体致密化的“瓶颈效应”； 4 低的制备成本。目前制备C/ C2SiC 复合材料的 工艺主要有热压烧结法( Heat press2sinter ,HPS) 、先驱体转化法(Liquid polymer infilt ration ,LPI)、化学气相浸渗法(Chemical vapor infilt ra2tion , CVI)和反应熔体浸渗法(Reactive melt infil2t ration，RMI),但真正能实现制备异型 C/C2SiC摩擦材料的只有LPI 法、CVI 法、RMI 法及其组合的方法。
超高分子量聚乙烯_纳米TiO_2复合材料的摩擦磨损行为
高分子材料科学与工程
POL YMER MAT ERIALS SCIENCE AND ENGINEERING
Vol. 26, No. 6 Jun. 2010
超高分子量聚乙烯/ 纳米 TiO2 复合材料的摩擦磨损行为
雷 毅, 郭建良, 张雁翔
( 中国石油大学机电工程学院, 山东 东营 257061)
Fig. 3 SEM pictures of worn surfaces of nano Ti O2 fi lled UHMWPE composi tes( p= 200 N, v= 0 604 m/ s)
2. 2 复合材料磨损表面形貌分析 F ig . 3 分别为填充质量分数 5% 和 15% 纳米 T iO2
通过电动高速搅拌机将纳米 T iO 2 粒子分散于乙 醇溶液中, 并加入硅烷偶联剂 KH550 进行表面处理, 经过滤、烘干后得到硅烷偶联纳米填料。采用热压成 型法分别制备了不同含量( 质量分数, 下同) 纳米 T iO2 填充 UHMWPE 复合材料( 试样尺寸为 4 5 m m 13 mm) 。用济南试金集团生 产的 MMW 1 型立式万能 摩擦磨损试验机评价复合材料在干摩擦条件下同 45# 钢盘( 54 m m, 淬火后硬度 H RC 44~ 46, 试验前试样 经 800# 水砂纸打磨摩擦表面至表面粗糙度 R a 为 0 2 m) 配副时的摩擦磨损性能; 采用精密电子天平( 感量 为 0 1 mg) 测定 UHMWPE 基复合材料销试样的磨损 质量损失; 采用荷兰 FE I 公司制 造的 QUANT A 200 扫描电子显微镜( SEM ) 观察复合材料磨损表面形貌; 通过美国伊达克斯公司( EDAX) 制造的 EDAX Genesis 2000 型 X 射线能谱仪( EDS) 分析试样磨损表面元素 成分的分布。
摩擦材料分类
摩擦材料分类
摩擦材料是指用于制造摩擦部件的材料，通常用于制造摩擦副（如刹车、离合器、变速器等）。
根据不同的使用环境和要求，摩擦
材料可以分为以下几类：
1. 有机摩擦材料
有机摩擦材料主要由有机高分子材料制成，如酚醛树脂、聚苯乙烯、聚酰亚胺等。
这种材料具有摩擦系数稳定、噪音小、制造工艺简单等优点，但其摩擦性能受温度、湿度等环境因素影响较大，因此适用于一些较为温和的使用环境，如汽车刹车片、摩托车离合器等。
2. 金属摩擦材料
金属摩擦材料主要由金属及其合金制成，如铸铁、铜、钢等。
这种材料具有热稳定性好、寿命长等特点，适用于高温、高压等恶劣环境下的应用，如飞机制动系统、高速列车制动系统等。
3. 复合摩擦材料
复合摩擦材料是指将有机高分子材料、金属等多种材料组合使用，以取长补短，达到更好的摩擦性能。
这种材料具有摩擦系数高、磨损率低、使用寿命长等特点，适用于高负荷、高速度等严苛环境下的使用，如飞机襟翼、导弹制动系统等。
4. 陶瓷摩擦材料
陶瓷摩擦材料主要由氧化铝、碳化硅等材料制成，具有硬度高、抗磨损性能好等特点，适用于高速度、高温度、高压力等极端环境下的使用，如高速列车制动系统、摩托车刹车片等。
总之，不同种类的摩擦材料各有千秋，应根据实际使用环境和要求进行选择。
摩擦学材料研究方法高分子材料摩擦学 第4章 磨损特征与机理
Km-与材料性质有关的系数；α-常数；f-摩擦系数； β-表面膜相关的系数；σs-受压屈服极限
材料磨损体积与滑动积累距离成正比 在达到临界载荷之前，材料磨损体积与载荷成正比 材料磨损体积与较软材料的屈服极限或硬度成反比
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4.2.1 粘着磨损
干摩擦下,粘着磨损现象
➣ 磨屑不是只在硬度较低一方的摩擦面生成，硬度较高一方的摩擦面 也会产生磨屑； ➣ 磨屑组成是两摩擦面材料的混合物； ➣ 真 实 接 触 部 位 的 长 度 范 围 是 1 0 -3- 1 0-2m m ， 磨 屑 的 长 度 范 围 是
粘着磨损
磨粒磨损
疲劳磨损
7
4.1 磨损及其分类
➣ 腐蚀磨损(corrosive wear)：摩擦面和气体、液体环境发生化学反应而产生 的磨损。 ➣ 侵蚀磨损(erosion wear)：含有硬颗粒的流体相对于固体运动，使固体表面受 到冲蚀作用而产生的磨损。 ➣ 微动磨损(fretting wear)：两接触表面作微振幅重复摆动所引起的磨损。微 动磨损是一种微动疲劳与微动腐蚀并存的复合式磨损。
卸载时
假设接触部位的压缩应力等于材料的屈服应力σs，且转移粒子是直径为d的半球，
转移粒子和摩擦面单位面积上所相当的粘着能量为WAB，伴随着转移的粘着能量 转移粒子从摩擦面上脱落成为磨屑的条件是Ee≧Ea，此时转移粒子的直径
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4.2.1 粘着磨损
磨屑尺寸 磨屑粒子的直径 d≧(6EWAB/υ2σs2)
磨 损
侵蚀磨损
由介质的化学作用 引起表面腐蚀， 而摩擦中的机械 作用加速腐蚀过 程-腐蚀机械类
微动磨损
腐蚀磨损
械类
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4.1 磨损及其分类
在实际的磨损现象中，通常是几种形式的磨损同时存在，而且一种磨损 发生后往往诱发其他形式的磨损。 磨屑 疲劳磨损 磨粒磨损 腐蚀磨损
ameca摩擦材料等级
ameca摩擦材料等级
摩擦材料是一种广泛应用于机械设备中的重要材料。
根据其性能特点和应用范围的不同，摩擦材料被分为不同的等级。
其中，ameca 等级是指一种具有优异摩擦性能的材料等级。
ameca等级的摩擦材料具有以下特点：首先，它们具有较高的摩擦系数，能够在机械设备运行时产生足够的摩擦力。
这种高摩擦系数使得ameca摩擦材料在一些特殊工况下表现出色，例如高温、高速或重负荷工况下的摩擦。
其次，ameca等级的摩擦材料耐磨损，能够在长时间运行中保持其摩擦性能稳定。
这种耐磨性使得ameca摩擦材料在工程机械、汽车等领域得到广泛应用。
除了上述特点外，ameca等级的摩擦材料还具有优异的热稳定性和耐腐蚀性能。
这意味着ameca摩擦材料可以在高温环境下长时间运行，不会因为温度的变化而导致性能下降。
此外，ameca摩擦材料对一些化学药品的侵蚀能力较弱，具有较好的耐腐蚀性，可以在恶劣环境下使用。
ameca摩擦材料的应用领域非常广泛。
它们常用于制动系统、离合器、摩擦片等摩擦设备中。
在工程机械领域，ameca摩擦材料可以有效提高设备的制动性能和驱动性能，提高机械设备的工作效率和可靠性。
在汽车领域，ameca摩擦材料可以提供稳定的刹车性能，确保车辆在高速行驶时的安全性。
ameca摩擦材料等级具有优异的摩擦性能、耐磨性、热稳定性和耐腐蚀性能。
它们在机械设备中的应用广泛，为设备的正常运行和安全性提供了重要保障。
未来，随着科学技术的不断发展，ameca摩擦材料等级将继续不断创新和改进，以满足不同应用领域对摩擦材料性能的需求。
聚酰亚胺复合材料的摩擦性能及其机理研究
聚酰亚胺复合材料的摩擦性能及其机理研究摘要：本文研究了聚酰亚胺复合材料的摩擦性能及其机理。
为了探究该材料的摩擦特性，采用了摩擦力实验仪来研究不同试样在不同载荷下的摩擦系数和摩擦力。
结果表明，在较低的载荷下，聚酰亚胺材料的摩擦系数较低，但在较高载荷下，其摩擦系数升高，并且与温度和速度等因素有关。
此外，通过扫描电子显微镜和红外光谱等手段对其摩擦机理进行了分析和探究，发现该材料的摩擦机制主要是粘附和剥离。
关键词：聚酰亚胺复合材料，摩擦性能，摩擦机理1. 引言聚酰亚胺复合材料是一种高硬度、高刚性的高分子材料，其在航空航天、汽车、机械等领域广泛应用。
然而，由于材料性能的特殊性质，其摩擦性能在使用过程中是至关重要的。
因此，研究聚酰亚胺复合材料的摩擦性能及其机理，对于材料的应用和性能改进具有重要意义。
2. 实验方法本实验采用了摩擦力实验仪，分别用不同载荷和速度对聚酰亚胺复合材料进行了摩擦力实验，得出了摩擦系数和摩擦力数据。
同时，为了探究聚酰亚胺复合材料的摩擦机理，使用了扫描电子显微镜和红外光谱等手段对其进行了形貌和表征分析。
3. 实验结果与讨论3.1 摩擦性能图1 显示了在不同载荷下的聚酰亚胺复合材料的摩擦系数。
可以看出，在低载荷下，聚酰亚胺材料的摩擦系数较低，但随着载荷和速度的增加，其摩擦系数逐渐上升，且呈现出“S”型曲线。
这是因为在低载荷下，聚酰亚胺表面的微观凹凸和颗粒粗糙度还不足以引起较大的摩擦力，而在高载荷下，表面粗糙度增加，摩擦力也随之增加。
图2 是摩擦力与摩擦系数的关系图。
可以看出，当载荷增加到一定程度时，摩擦力也随着增加，与摩擦系数呈现出一条直线关系。
而在较低载荷下，摩擦力与摩擦系数之间没有明显的线性关系。
3.2 摩擦机理通过扫描电子显微镜和红外光谱等手段对聚酰亚胺复合材料的摩擦机理进行了分析和探究。
结果发现，该材料的摩擦机制主要是粘附和剥离，而表面凹凸、氧化物和颗粒间的作用力也是影响摩擦性能的重要因素。
汽车制动用摩擦材料的研究状况
汽车制动用摩擦材料的研究状况摩擦材料是汽车制动中不可或缺的重要材料。
随着社会科技的发展和人们对交通安全的要求提高，对摩擦材料的研究也日益深入。
本文就汽车制动用摩擦材料的研究状况进行详细介绍。
一、摩擦材料的种类和特点目前常用的摩擦材料主要有有机材料、无机材料和复合材料。
其中，有机材料主要是指含有碳、氢、氧等元素的高分子材料，如非金属有机制动摩擦材料（NAO）、有机金属摩擦材料（Semi-Metal）和有机陶瓷复合摩擦材料（SCC），这些材料具有摩擦系数小、耐磨性好、噪音低、温度适中等特点。
无机材料主要是指无机非金属材料，如石墨、铜纤维、钢纤维等，这些材料具有摩擦系数高、耐高温、寿命长等特点。
复合材料主要是将两种以上的材料进行热压、混合等方法制得的摩擦材料，如金属基增强聚合物（MMC）、碳纤维增强陶瓷（CFC）等，这些材料具有强度高、摩擦系数稳定等特点。
二、摩擦材料的研究方向1. 研究摩擦材料的结构结构是影响摩擦材料性能的重要因素，目前研究者主要关注的结构因素包括摩擦材料组分、制备工艺、微观结构以及表面形态等。
这些因素对材料的摩擦性能、耐磨性、抗氧化性、寿命等具有很大的影响，因此研究摩擦材料的结构是提高材料性能的重要途径。
2. 研究摩擦材料的摩擦性能摩擦材料的摩擦性能是制动系统的重要指标之一，直接影响着车辆的制动性能、稳定性和安全性。
目前研究者主要关注的摩擦性能指标包括：摩擦系数、湿滑性能、温度适应性、刹车噪音等。
研究摩擦材料的摩擦性能，可以为制动系统的改进提供技术支撑。
3. 研究摩擦材料的磨损机理摩擦材料的磨损机理将直接影响着其在实际使用中的耐久性和寿命。
目前研究者主要关注的磨损机理包括机械磨损、化学磨损和热磨损等。
研究摩擦材料的磨损机理，可以为材料选择、制备工艺的优化提供科学依据。
三、摩擦材料的应用现状目前在汽车制动领域中，有机摩擦材料的应用量最大。
多数车型采用NAO摩擦材料，这种材料的主要优点在于噪音小、摩擦系数稳定、对汽车碟磨损较小。
汽车制动系统摩擦片材料基本知识
汽车制动系统摩擦片材料根本知识摩擦材料一、概论摩擦材料是一种应用在动力机械上，依靠摩擦作用来执行制动和传动功能的部件材料。
它主要包括制动器衬片〔刹车片〕和离合器面片〔离合器片〕。
刹车片用于制动，离合器片用于传动。
任何机械设备及运动的各种车辆都必须要有制动或传动装置。
摩擦材料是这种制动或传动装置上的关键性部件。
它最主要的功能是通过摩擦来吸收或传递动力。
如离合器片传递动力，制动片吸收动能。
它们使机械设备及各种机动车辆能够平安可靠地工作。
所以说摩擦材料是一种应用广泛又甚关键地材料。
摩擦材料是一种高分子三元复合材料，是物理及化学复合体。
它是由高分子粘结剂〔树脂及橡胶〕、增强纤维和摩擦性能调节剂三大类组成及其它配合剂构成，经一系列生产加工而制成的制品。
摩擦材料的特点是具有良好的摩擦系数和耐磨损性能，同时具有一定的耐热性和机械强度，能满足车辆或机械的传动及制动的性能要求。
它们被广泛应用在汽车、火车、飞机、石油钻机等各类工程机械设备上。
民用品如自行车、洗衣机等作为动力的传递或制动减速用不可缺少的材料。
二、摩擦材料开展简史自世界上出现动力机械和机动车辆后，在其传动和制动机构中就使用摩擦片。
初期的摩擦片系用棉花、棉布、皮革等作为基材，如：将棉花纤维或其织品浸渍橡胶浆液后，进展加工成型制成刹车片或刹车带。
其缺点：耐热性较差，当摩擦面温度超过120℃后，棉花和棉布会逐渐焦化甚至燃烧。
随着车辆速度和载重的增加，其制动温度也相应提高，这类摩擦材料已经不能满足使用要求。
人们开场寻求耐热性好的、新的摩擦材料类型，石棉摩擦材料由此诞生。
石棉是一种天然的矿物纤维，它具有较高的耐热性和机械强度，还具有较长的纤维长度、很好的散热性，柔软性和浸渍性也很好，可以进展纺织加工制成石棉布或石棉带并浸渍粘结剂。
石棉短纤维和其布、带织品都可以作为摩擦材料的基材。
更由于其具有较低的价格〔性价比〕，所以很快就取代了棉花及棉布而成为摩擦材料中的主要基材料。
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高分子聚合物摩擦材料 Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT
高分子聚合物摩擦材料
作者：林荻淳
目录
1.摩擦磨损形式及机理
2.摩擦副材料设计要求
3.高分子聚合物摩擦特征
4.影响高分子聚合物摩擦性能因素
5.改善高分子聚合物摩擦磨损性能的方法
6.高分子聚合物摩擦材料选料标准及工程考虑因素
7.小结
1.摩擦磨损形式及机理：
（1）粘着磨损
（2）磨料磨损
（3）疲劳磨损
（4）腐蚀磨损
2.摩擦副材料设计要求：
不仅要求具有耐磨性，还要求减摩性。
（1）足够的承载能力。
在一定的工作条件下抗压强度、抗塑性形变能力、抗疲劳性能，以及相应的高温性能高温抗拉强度、高温抗蠕变性、高温抗疲劳强度
（2）良好的表面性能。
即要有一定的塑性形变能力和良好的适应性，包括顺应性、嵌入性和磨合性。
顺应性是指轴承材料靠表面的弹塑性变形补偿对中误差和顺应其他几何误差的能力。
嵌入性是指轴承材料能嵌藏污物、颗粒以减轻挂上或磨料磨损的能
力。
磨合性是指轴承材料经短期轻载运转后能减少表面粗糙度使摩擦副表面相吻合的性质。
（3）良好的物理、化学性能。
搞得导热性和热容量，热膨胀系数小、对边界润滑膜的吸附性强，抗腐蚀性好，以利于摩擦热导出防止咬合，以利于边界润滑膜的形成和保护
理想的滑动摩擦副简单图示：
高分子材料与金属材料对比：
高分子材料特点：
1、密度小
2、强度低，比强度搞
3、低弹性模量，高弹性
4、优良的减摩、耐磨、自润滑属性
5、可加工性好
6、导热性差
金属材料特点：
1、弹性模量大、抗拉强度高
2、导热性高
3、表面硬度高
4、高温综合性能好，高温下抗拉轻度、抗蠕变性好
摩擦中形变机理差异：
金属材料与高聚物材料在形变行为方面最大的差异是前者表现出弹塑性形变，而后者粘性行为对形变影响极大。
与金属材料相比，聚合物导热性差，摩擦过程中产生的热量容易在接触区域积累，导致摩擦界面温度上升、摩擦过程中接触区域的温度对聚合物材料的摩擦学性能影响巨大。
3.高分子聚合物摩擦特征
高分子聚合物摩擦特征：:
高分子聚合物摩擦机理：
4.影响高分子聚合物摩擦系数、磨损的主要因素
高分子聚合物影响摩擦性能内部因素：
分子的化学结构（对称性，对称性增加摩擦系数降低。
静摩擦系数与摩擦面的预取向有很大关系。
特别地，带有环状结构的耐热性聚合物的摩擦系数与摩擦方向没有对应关系。
）
凝聚态的结构，结晶度（结晶度对不同聚合物的摩擦系数、磨损影响不同，较高结晶度获得较高弹性模量，增强抗拉抗蠕变能力）、分子链取向（影响较小，同拉伸方向降低摩擦系数、垂直拉伸方向增加摩擦系数）
共聚共混成分。
影响高分子聚合物摩擦性能外部因素：
温度
载荷
5.改善高分子聚合物摩擦磨损性能的方法：
增加润滑剂
高分子聚合物改性
共聚共混
侧链改性
引入柔性基团
交联
6.高分子聚合物摩擦材料选料标准及工程考虑因素
各材料属性、功能及对摩擦性能影响各因素于表中详细列出：
7.小结
本文通过摩擦系统需求分析，追溯出所需材料性能，再从材料性能出发寻找材料、设计材料及进行相应材料改性。
高分子聚合物摩擦材料需具备以下属性：
●具备一定的强度，保证能够承受足够的载荷，在摩擦过程中不变形
●具备一定的高温性能，摩擦过程产热对高分子材料影响敏感，要求材料具备一定
的抗热蠕变性、高温强度、热稳定性等
●低的热线膨胀系数，工作温度升高时不咬合失效
●具备优良的表面性能，包括自润滑性、耐磨性。