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空心玻璃微珠/UHMWPE复合材料低速重载工况下的摩擦磨损性能

UHMWPE是一种性能优异的工程塑料，具有极低的摩擦系数、良好的自润滑性能等优点，在诸多领域中得到广泛应用。然而在桥梁支座等低速重载工况中，UHMWPE的摩擦磨损性能仍不足以满足实际需求。为提升超高分子量聚乙烯（UHMWPE）材料在低速、重载工况下的摩擦磨损性能，使用经偶联剂表面处理的空心玻璃微珠（HGM）对UHMWPE进行填充改性，通过热压成型工艺制备HGM/UHMWPE复合材料。对复合材料的硬度、结晶度等进行表征，并对该材料进行干摩擦环境下的重载球盘往复摩擦试验以测定其摩擦磨损性能。结果表明，添加少量HGM可以提高UHMWPE的硬度与结晶度。加入HGM会在一定程度上增大UHMWPE的摩擦系数，同时磨损率随复合材料中HGM含量的增加呈先降低后升高趋势，当HGM含量为1wt%时，复合材料磨损率最低，在50N与100N两种法向载荷的摩擦试验中相比于纯UHMWPE磨损率分别降低44.7%与48.4%。整体而言，重载工况下HGM添加量不超过2wt%时，复合材料中摩擦系数变化较小，磨损率大幅降低。