影響滑動摩擦磨損試驗的因素

1、影響滑動摩擦磨損試驗的因素

一般說來，摩擦對偶的滑動速度、滑動距離、接觸載荷、表面粗糙度、環境溫度、環境氣氛等摩擦條件對聚合物及其復合材料的摩擦磨損性能均有一定影響。其中接觸載荷和滑動速度對聚合物摩擦學性能的影響是復雜的。

2、滑動速度

改變滑動速度對材料摩擦磨損性能的影響目前研究得不多。Dickens}5o}研究了在干摩擦及潤滑條件下滑動速度及幾何結構對聚氧化二甲苯(PPO>聚醚醚酮(PEEK)和聚四氟乙烯(PTFE>摩擦磨損性能的影響。張招柱[}sl]研究了金屬Cu,Pb,Ni填充PTFE的摩擦磨損性能，考察了滑動速度對材料摩擦系數及磨損性能的影響，Pb含量為30vo1.%的PTFE復合材料的摩擦系數隨滑動速度的增大而減小，但變化幅度不大，磨損量則隨滑動速度增大而增加，說明該材料不適合在高速條件下使用。

3、接觸載荷

通常認為，隨著載荷的增加，聚合物的磨損量就增加。粘彈性塑料在低載荷情況下粘著部分的摩擦系數占其摩擦系數的主要部分;隨著載荷的增加，粘著部分引起的摩擦系數顯著減小，摩擦系數在減小到低點以后隨著載荷的增加而緩慢增加，此時的摩擦系數主要是由變形部分引起的，摩擦系數的最小值可作為從彈性變形到粘彈性變形的過渡點。李飛[[sz]在納米Zn0填充PTFE的試驗中研究了在相同滑動速度下，載荷對不同填充量的復合材料摩擦系數和磨損量的影響。試驗發現當載荷由SON增加到200N時，PTFE及Zn0/PTFE納米復合材料的摩擦系數迅速降低;而當載荷分別為200N和3OON時，摩擦系數值相差不大。李飛認為載荷為3OON時基本接近了彈性變形與粘彈變形的過渡點。隨著載荷的增大，PTFE及納米Zn0/PTFE復合材料的磨痕寬度也逐漸增大(當載荷3OON時，純PTFE樣品因磨損而失效)。值得指出的是，當載荷超過1OON后，納米Zn0含量為15vo1.%的PTFE復合材料具有最佳的抗磨性能。

4、溫度

聚合物復合材料的摩擦和磨損破壞，大多與材料性能對溫度的高度依賴性有關。溫度升高，引起材料軟化、熔融、變形、環化、交聯、降解、氧化和水解等變化。Dimitrienk。等[[s3]綜述了復合材料的物理性能和力學性能隨溫度變化的關系，認為隨著溫度升高，復合材料的密度下降、熱導率降低、熱容量降低。但對聚合物復合材料的摩擦和磨損性能隨溫度變化的關系，特別是對玻璃化溫度附近的復合材料摩擦和磨損性能的研究較少。Tanaka[s4}在載荷與滑動速度一定的情況下研究了聚合物聚醚颯(PES>、聚醚醚酮(PEEK)、聚酞亞胺(PI)、聚四氟乙烯(PTFE)及其復合材料摩擦磨損性能與溫度的依賴關系，發現除PI外其它幾種材料在很寬的一個溫度范圍內(室溫3000C>摩擦磨損性能對溫度的依賴性很小，PTFE高溫下仍能保持良好的耐磨性。叢培紅等[[ss]發現連續升溫時，真實接觸面積增大，聚酞亞胺的摩擦系數隨溫度升高而增大，直至最高值0.66，繼而降低至0.16;恒溫實驗時，其摩擦系數隨滑動時間延長很快上升到最高值，繼而急速降低趨于穩定，聚酞亞胺的磨損率則隨溫度升高而增大。這主要是由于隨環境溫度的升高，在摩擦熱的作用下聚酞亞胺表面層的物理狀態發生了改變。在環境溫度高于2000C的情況下，由于表面形成了低粘度的粘流層，從而使聚酸亞胺具有低而穩定的摩擦系數，但磨損率較高。對于外部工況條件對材料摩擦磨損性能的影響，Liu}56}利用數理統計的方法得出接觸壓力、滑動距離、滑動速度三個參數對尼龍6,UMWPE,PA6/UHMWPE摩擦磨損性能影響的衰減公式。認為就這三個參數而言，接觸壓力是控制參數，然后是滑動距離;滑動速度對摩擦磨損性能影響比其它兩個參數小。當然，就具體材料而言，各參數的影響也不盡相同。但是Liu利用數學方法來描述工況條件對聚合物復合材料摩擦磨損性能無疑是一項創新性工作。