【編號】2024-57

【題名】PEEK填充PTFE摩擦學(xué)性能的分子動力學(xué)模擬分析

【作者】王妍，湯赫男，趙晶等

【機(jī)構(gòu)】沈陽工業(yè)大學(xué)

【刊名】 潤滑與密封（2024年09期）

【文摘】采用分子動力學(xué)的模擬研究方法，建立不同質(zhì)量比的聚醚醚酮(PEEK)填充聚四氟乙烯(PTFE)復(fù)合材料的無定型模型(PEEK質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為5％、10％、15％、20％)，對模型進(jìn)行幾何優(yōu)化和動力學(xué)優(yōu)化，并構(gòu)建PEEK/PTFE復(fù)合材料與Fe摩擦副對摩模型。模擬分析結(jié)果顯示：質(zhì)量分?jǐn)?shù)10％PEEK填充的PEEK/PTFE復(fù)合材料的耐磨特性最佳，其磨損率與PTFE材料相比降低了 26.44％，且減摩特性保持良好。通過分析摩擦界面處的結(jié)合能可以得出，在純PTFE基材中加入PEEK可有效降低摩擦界面處的結(jié)合能，降低PTFE與對偶面的相互作用，從而降低磨損.通過分析摩擦界面處的原子含量、徑向分布函數(shù)以及自由體積分?jǐn)?shù)可以得出，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10％的PEEK/PTFE復(fù)合材料的PEEK和PTFE分子鏈分布更加均勻；然而PEEK質(zhì)量分?jǐn)?shù)過高時，晶胞內(nèi)易出現(xiàn)不均勻變形和應(yīng)力集中現(xiàn)象，使得PTFE分子在摩擦過程中更易出現(xiàn)脫落現(xiàn)象，耐磨性降低.研究結(jié)果從原子尺度揭示了 PEEK對PTFE材料摩擦學(xué)性能的作用機(jī)制，從微觀視域揭示了 PEEK填充PTFE的增強(qiáng)機(jī)制，為研發(fā)新型PTFE基復(fù)合材料提供理論參考。