1190 / 2023-03-17 20:33:44

表面粗糙度对PTFE/PDA/Cu自润滑材料摩擦磨损性能的影响

PTFE/Cu作为典型的自润滑材料，但由于聚合物与金属之间理化性能差异造成其存界面结合弱、界面热阻高等问题，进而影响其摩擦磨损性能。为了解决PTFE与Cu合金之间的界面问题，本文采用聚多巴胺（PDA）对PTFE和Cu合金之间的界面进行改性，并考察了Cu基底粗糙度（Ra=3nm、9nm、28nm、47nm）对改性后PTFE/PDA/Cu自润滑材料界面结合和摩擦磨损性能的影响。结果表明，由于PDA偶联剂通过化学键合作用分别与Cu合金基底和PTFE涂层形成强结合，使修饰后的PTFE/Cu自润滑材料摩擦失效时间（t_失效=20 min）明显长于未修饰PTFE/Cu自润滑材料的摩擦失效时间（t_失效=9 min），且修饰后的PTFE/Cu自润滑材料耐磨性较未修饰PTFE/Cu自润滑材料的耐磨性提高了约2倍；当铜合金基底粗糙度由3 nm增加到47 nm时，PTFE/PDA/Cu自润滑材料的失效时间由10min延长至23min，其耐磨性也明显提高，分析认为这是由于粗糙基底表面的凹谷机械地锁定了PTFE，并增加了界面面积，延长了PTFE的润滑周期。