1212 / 2023-03-18 22:35:36

Ti3C2Tx-SiO2协同改性聚酰亚胺耐磨性能

摩擦磨损会造成机器和设备的可靠性和使用寿命下降，增加维护保养费用，减低工作效率。聚酰亚胺是一种综合性能非常优异的摩擦材料，为解决实际使用过程中存在磨耗较大等问题，发展了一种新型聚酰亚胺基复合纳米材料。利用刻蚀后二维片状纳米材料Ti₃C₂T_x上丰富的羟基官能团，通过溶胶-凝胶化将纳米二氧化硅和硅酸四乙酯水解产物“锚定”在Ti₃C₂T_x表面和片层之间。这种零维/二维纳米杂化材料与聚酰亚胺复合后，可以显著提高复合材料的热学、力学和摩擦性能。在摩擦过程中，滑动应力由基体向二氧化硅传递，二氧化硅一方面可以使微裂纹偏斜，阻断传播路径，另一方面二氧化硅上的应力可以进一步传递到Ti₃C₂T_x片层上，将能量弥散。在低于2%的使用量下，复合材料具有优异的摩擦性能，磨损率可降低70%以上。这类复合材料制备方法简便，成本较低，耐磨效果优异，有望应用在局部运动部件长期使用的工作环境中。