【編號】2021-66

【題名】PTFE/Kevlar纖維編織材料摩擦損傷演變規(guī)律研究

【作者】楊曉強，徐晨，譚德強等

【機構】中國民用航空飛行學院 航空工程學院

【刊名】表面技術（2021年08期）

【文摘】目的 通過對PTFE/Kevlar纖維編織材料進行不同循環(huán)次數(shù)的往復摩擦磨損試驗，研究并揭示其摩擦損傷演變規(guī)律和損傷機理。方法 采用MXW-5型摩擦磨損試驗機，同時保持一定的位移和頻率，對材料分別進行2、5、10 N等3種載荷等級下往復運動的不同循環(huán)次數(shù)試驗。采用體視顯微鏡(SM)對材料磨損表面在試驗過程中產(chǎn)生的宏觀損傷進行分析，利用3D光學顯微鏡(3D-OM)、掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線能譜儀(EDS)對損傷表面的微觀形貌以及化學狀態(tài)加以分析。結(jié)果3種不同載荷條件下的樣品，在達到1000次循環(huán)往復運動之前，摩擦因數(shù)增大0.05，1000～5000次增幅減緩為0.02，并逐漸趨于穩(wěn)定。不同循環(huán)次數(shù)下，損傷表面形成了不同大小的PTFE轉(zhuǎn)移膜，將表面C元素覆蓋。3種載荷下，編織材料的磨損機制主要為疲勞磨損。結(jié)論在載荷不變的條件下，隨著循環(huán)次數(shù)的增加，前期編織材料磨痕表面部分區(qū)域會形成PTFE轉(zhuǎn)移膜，對Kevlar纖維產(chǎn)生一定的保護作用，進而降低表面磨損程度。隨著表面磨損程度不斷加劇，磨痕表面形成的PTFE轉(zhuǎn)移膜剝落，導致纖維重新暴露在表面，使磨損進一步加劇。同時，隨著材料樣品磨損不斷嚴重，磨痕表面的氧化程度不斷加深。