PEEK納米復(fù)合材料 納米粒子具有小尺寸效應(yīng)
來源：peek板材供應(yīng)商-恒鑫實業(yè) 作者：PEEK板材加工
PEEK納米復(fù)合材料 納米粒子具有小尺寸效應(yīng)、化學(xué)活性、與聚合物界面強相互作用等性能,在低填充量下,比普通粒子具有更優(yōu)的摩擦學(xué)改性作用。
制備了PEEK/Si3N4納米復(fù)合材料,研究了磨痕及轉(zhuǎn)移膜的微觀特性。發(fā)現(xiàn)在摩擦過程中一部分Si3N4被氧化為SiO2,改善了轉(zhuǎn)移膜的特征,形成連續(xù)致密的轉(zhuǎn)移膜,降低了PEEK的摩擦系數(shù)和磨損率,而另一部分Si3N4則嵌入PEEK表面,使PEEK表面變成粒子增強型材料。納米SiC也能顯著改善PEEK在干摩擦下的摩擦學(xué)性能,其磨損機制主要是輕微的粘著轉(zhuǎn)移和疲勞磨損。
隨著納米SiC含量的增加,摩擦系數(shù)不斷降低,而比磨損率在體積含量為1%~4%時較低。用納米SiC和石墨共同填充PEEK復(fù)合材料,當(dāng)石墨體積含量低于3.0%,納米SiC和石墨有協(xié)同效應(yīng),使復(fù)合材料的摩擦磨損性能進一步得到改善。WangQihua等還研究了直徑分別為10nm和86nm的納米ZrO2填充PEEK的摩擦磨損性能,發(fā)現(xiàn)粒徑10nm的ZrO2能顯著改善PEEK復(fù)合材料的摩擦學(xué)性能,比磨損率較純PEEK降低約一半,在對偶鋼環(huán)上形成一層連續(xù)的與底材緊密粘著的薄轉(zhuǎn)移膜而呈輕微的粘著磨損和疲勞磨損,而粒徑86nm的ZrO則導(dǎo)致嚴重的磨料磨損和粘著磨損。
用粒徑小于40nm的Al2O3、TiO2和PTFE復(fù)合填充PEEK,研究表明填充6%~7%的納米Al2O3可明顯改善PEEK/10%PTFE復(fù)合材料的摩擦磨損性能,當(dāng)納米Al2O3含量高于10%時,PEEK/PTFE/Al2O3復(fù)合材料的塑性變形和粘著剝落加劇。
當(dāng)納米填料的質(zhì)量分數(shù)相同時,含納米TiO2的復(fù)合材料的磨損表面塑性變形輕微,摩擦磨損性能明顯優(yōu)于含納米Al2O3的復(fù)合材料。
平均直徑150nm的碳納米管填充PEEK對馬氏體軸承鋼和奧氏體不銹鋼的磨損性能,結(jié)果表明碳納米管顯著減少了PEEK的磨損,碳納米管充當(dāng)了固體潤滑劑,而且碳納米管和鋼之間幾乎不發(fā)生摩擦化學(xué)反應(yīng),其小尺寸效應(yīng)導(dǎo)致碳納米管填充PEEK對對偶件影響很小。
