【編號】2022-21

【題名】面向低溫環(huán)境的聚合物摩擦學(xué)性能及其改性研究進(jìn)展

【作者】熊光耀，李圣鑫，李波等

【機(jī)構(gòu)】華東交通大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院；華東交通大學(xué)軌道交通基礎(chǔ)設(shè)施性能監(jiān)測與保障國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

【刊名】材料導(dǎo)報(bào)（2022年03期）

【文摘】聚合物及其復(fù)合材料具有力學(xué)性能好、摩擦系數(shù)低、耐磨性能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，常被應(yīng)用于制造摩擦副關(guān)鍵基礎(chǔ)件，如密封圈、齒輪、軸承保持架、轉(zhuǎn)子葉片、活塞等。但迄今針對低溫工況的聚合物摩擦學(xué)研究甚少，主要工作集中在常溫和高溫工況。面向低溫環(huán)境的聚合物及其復(fù)合材料的摩擦學(xué)應(yīng)用與相關(guān)制備、改性工藝的相關(guān)理論并不完備，極端服役環(huán)境下聚合物的摩擦學(xué)損傷失效機(jī)理還尚未完全清楚。此外，聚合物材料雖然具有眾多優(yōu)良的性能，但是其表面硬度低、溫度影響大、易變形等缺點(diǎn)也同樣明顯，限制了其在低溫摩擦學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，為此，研究者通過填充填料、表面處理等方法對聚合物進(jìn)行了改性研究，取得了一定的成果。目前，由于航空航天等前沿技術(shù)的不斷發(fā)展，聚合物在真空低溫環(huán)境下的摩擦學(xué)性能受到了廣泛關(guān)注，聚四氟乙烯、聚酰亞胺、聚醚醚酮等聚合物自潤滑材料已被應(yīng)用于空間飛行器領(lǐng)域來制作潤滑和密封部件。研究者利用石墨、石墨烯、二硫化鉬、芳綸纖維、玻璃纖維等對聚合物進(jìn)行改性，制備了在低溫環(huán)境下具有低摩擦系數(shù)、高耐磨性的聚醚醚酮/石墨、聚四氟乙烯/芳綸纖維、聚四氟乙烯/超高分子量聚乙烯等復(fù)合材料，促進(jìn)了聚合物在低溫摩擦學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。本文系統(tǒng)分析了低溫環(huán)境下溫度、環(huán)境介質(zhì)、滑動速度、載荷、滑動方向等因素對聚合物摩擦學(xué)性能的影響，對面向低溫環(huán)境的聚合物摩擦學(xué)改性進(jìn)行了簡要總結(jié)，以期促進(jìn)聚合物低溫環(huán)境下摩擦學(xué)應(yīng)用及其相關(guān)研究的進(jìn)一步發(fā)展。