391 / 2021-06-15 10:59:59

UHMWPESiC复合材料的制备与摩擦学性能研究

水润滑轴承具有绿色无污染的特点，在舰船及水下航行器中得到了广泛的应用。超高分子量聚乙烯（UHMWPE）具有良好的耐磨性和自润滑性能，被广泛应用于摩擦副材料。本研究将SiC纳米颗粒与UHMWPE共混，通过热压成型工艺制备UHMWPE基复合材料。并通过表面织构的设计制备和润湿性调控，以期获得良好干摩擦和水润滑性能的复合材料。首先对SiC纳米填料进行表面疏水化处理，促使纳米填料与UHMWPE聚合物基体有更好的结合性能。使用高速破碎机将UHMWPE粉末和处理过的纳米填料按照不同的比例充分混合，利用热压机制备出UHMWPE/SiC复合材料。然后通过激光微加工技术在UHMWPE/SiC复合材料表面加工微米级凹坑状织构，通过调控微米级凹坑状织构的形状、分布、尺寸、间距、深度、密度等参数，探索合适的织构化特征，揭示上述因素对复合材料表面润湿性和粘附性的影响规律。最后使用摩擦磨损试验机系统地考察纳米粒子以及表面织构对复合材料摩擦学性能的影响，最终得到摩擦学性能优异的高性能水润滑轴承工程材料。