凹凸棒石和硅灰石对PTFE 摩擦磨损行为影响

吴迪，赵福燕，李桂金，张晶，白志民

[1.中国地质大学(北京)材料科学与工程学院，北京 100083；2.中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室，兰州 730000；3.中国建筑材料科学研究总院有限公司，北京 100024；4.大连环球矿产股份有限公司，辽宁大连 116100]

聚四氟乙烯(PTFE)因含有较强的氟碳键而具有优异的自润滑能力和显著的热和化学稳定性，作为摩擦磨损高分子聚合物材料被广泛用作各种机器系统中的摩擦材料[1–2]。但由于纯PTFE 材料的热导率低、线性热膨胀系数较大，且力学性能和耐磨性有限，因此在摩擦学应用中，常用多种类型的填充材料对PTFE 材料进行改性，制备成PTFE 复合材料[3–4]。常见的填充材料有纤维增强材料(有机芳纶纤维、碳纤维、玻璃纤维、玄武岩纤维等)、纳米颗粒增强材料(二硫化钼、碳化硅、碳纳米管、金属氧化物等)、有机共混增强材料(聚醚醚酮、聚醚酰亚胺、聚苯酯等)[5–11]。近年来，天然硅酸盐矿物以丰富的资源储备、较低的成本、独特的结构和性能等特点引起摩擦学者的关注，研究将其作为PTFE 共混和填充改性原料以改善PTFE的摩擦磨损性能。Jia Zhining 等[12]将微纳米蛇纹石粉体添加到PTFE 中，经机械混合–冷压烧结制备形成PTFE／蛇纹石固体润滑剂复合材料，该复合材料具有相对稳定的摩擦系数，且摩擦系数在一定范围内与纯PTFE 相同。蛇纹石颗粒可作为有效的屏障来防止PTFE 产生粘着磨损，从而显著提高了PTFE的磨损率。闫艳红等[13]采用正交实验法研究了纳米蛇纹石和纳米氧化镧对复合材料在沙尘环境下的摩擦学性能，发现纳米蛇纹石质量分数为9%、纳米氧化镧的质量分数为6%时，复合材料的总体磨损率最低，此时磨损机制主要为磨粒磨损。……