PDF《火焰喷涂聚苯硫醚 （PPS） 复合涂层在 水环境中的摩擦磨损...》

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All rights reserved. http://www.cnki.net 第25 卷第5期摩擦学学报Vo l 25, No

5 2005 年9月TR I BOLO GY Sep,

2005 火焰喷涂聚苯硫醚(PPS) 复合涂层在 水环境中的摩擦磨损性能研究 徐海燕1,

2 , 陈建敏1 , 周惠娣1 , 冯治中1 (1. 中国科学院兰州化学物理研究所 固体润滑国家重点实验室, 甘肃 兰州 730000;

2. 中国科学院 研究生院, 北京 100039) 摘要: 利用火焰喷涂技术在 45# 钢表面制备了炭纤维增强聚苯硫醚复合涂层并研究了其结构和力学性能, 采用MM

2 200 型摩擦磨损试验机对比考察了复合涂层同不锈钢对摩时在干摩擦与水环境中的摩擦磨损性能, 并对涂层及偶件 磨损表面形貌进行观察分析, 采用 X 射线光电子能谱仪分析了偶件磨损表面典型元素的化学状态, 探讨了涂层在水 环境中的抗磨机理. 结果表明: 用火焰喷涂工艺制备聚苯硫醚复合涂层的过程中, 聚苯硫醚粉末未发生明显降解与氧 化;

炭纤维含量影响复合涂层的粗糙度、 显微硬度及与底材的结合强度;

在水环境中炭纤维增强聚苯硫醚涂层表现出 比聚苯硫醚涂层更优良的抗磨性能, 这是由于水的冷却与冲刷作用使得复合涂层向偶件磨损表面的粘着转移明显减 轻的缘故. 关键词: 火焰喷涂;

聚苯硫醚(PPS);

炭纤维;

复合涂层;

水润滑;

摩擦磨损性能 中图分类号: TH 117.

3 文献标识码: A 文章编号:

100420595 (2005)

0520416205 聚合物涂层由于具有低噪音, 良好的绝缘性及耐 磨等性能而被广泛用于航天、 航空及医学等领域[1 ] . 目前, 制备聚合物涂层的方法很多, 其中火焰喷涂法 应用较为广泛[2,

3 ] . 有文献报道了火焰喷涂法制备聚 合物涂层的物理性能及摩擦磨损性能[3,

4 ] , 而火焰喷 涂无机填料改性聚合物复合涂层性能的研究较少 . 聚苯硫醚是一种综合性能优异的特种工程塑料, 与聚四氟乙烯并称为 塑料之王 . Kaw ase [6 ] 报道了 火焰喷涂法制备聚苯硫醚涂层的工艺及物理性能, 对 于填料填充的聚苯硫醚涂层的研究还少见报道, 为了 拓宽聚苯硫醚材料的应用范围, 本文作者采用火焰喷 涂法制备了炭纤维增强聚苯硫醚涂层, 对比考察了所 制备的复合涂层在干摩擦与水环境中的摩擦磨损性 能.1实验部分 1.

1 涂层制备 聚苯硫醚粉末由北京工业大学提供, 平均粒径

40 ~

50 Λ m;

炭纤维由南京玻纤院提供, 长度

75 Λ m 左右 . 采用液相混合法对填料和基料粉末进行混合 . 首先采用无水乙醇稀释聚苯硫醚粉末至糊状, 然后用 无水乙醇稀释炭纤维, 将稀释好的炭纤维倒入聚苯硫 醚稀释液中搅拌混合均匀, 在电磁炉上一边加热一边 搅拌 0.

5 h, 最后放入烘箱中于

90 ℃下烘干, 将烘干 后的混合粉末过筛至粒度

80 Λ m 备用 . 为了提高填 料与基料的结合强度, 在稀释液中加入质量分数 5% 的KH

560 偶联剂 . 火焰喷涂设备采用 CM D 2PS 型塑 料喷涂设备 . 底材为 45# 钢, 燃气为乙炔气体, 助燃气 为压缩空气 . 调节喷涂工艺参数为: 压缩空气 0.

35 ~ 0.

45 M Pa, 乙炔为 0.

05 ~ 0.

10 M Pa, 送粉器 0.

35 ~ 0. 40M Pa, 空气幕 0.

35 ~ 0. 40M Pa, 喷涂距离

150 ~

250 mm , 喷枪速度 0.

1 m s, 涂层在空气中冷却, 预 热待喷底材表面至