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

150 ~

200 ℃ . 采用傅立叶转换红 外 光谱仪 (FT IR ) 与扫描电子显微镜 (SEM ) 对粉末 及涂层进行分析 . 1.

2 摩擦磨损试验 在MM

2200 型摩擦磨损试验机上进行摩擦磨损 试验, 摩擦副接触形式为环2块接触 . 涂层底材的尺寸 为15 mm *7 mm *6 mm , 偶件为 1C r18N i9T i 不锈 钢环(外径

40 mm ) , 试验前经 900# 水砂纸打磨至表 面粗糙度 R a 为0.

100 ~ 0.

165 Λ m , 然后用丙酮棉球 擦干净 . 试验条件为: 速度 0.

425 m s, 载荷

100 N , 时 基金项目: 国家自然科学基金资助项目(59925513);

中国科学院 百人计划 资助项目. 收稿日期: 2004212215;

修回日期:

2005204201 联系人陈建敏;

e2 m ail: chenjm @ lzb. ac. cn. 作者简介: 陈建敏, 男,

1959 年生, 博导, 研究员, 目前主要从事磨损失效及摩擦学表面工程研究. ? 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net 间60 m in, 干摩擦和蒸馏水润滑 . 用精度为 0.

01 mm 的读数显微镜测量涂层试块的磨痕宽度, 并换算成磨 损率, 每组数据均为

3 次平行试验结果的平均值 . 采用JSM 25600LV 型扫描电子显微镜 (SEM ) 观测涂层 表面磨损形貌及偶件表面转移膜形貌;

采用X 射线光 电子能谱仪 (XPS) 分析偶件磨损表面典型元素的化 学状态, 采用M H

25 型显微硬度测试仪测量涂层的显 微硬度, 选用载荷 0.

1 N , 保载时间

5 s. 采用W

292 型 附着力划痕仪测定涂层与底材的结合力, 载荷 100N , 加载速率

100 N m.

2 结果与讨论 2.

1 聚合物复合涂层结构和力学性能 图1给出了 PPS 混合粉末及混合涂层的 FT IR F ig

1 FT IR of PPS compo site pow der and coating 图1PPS 复合粉末与复合涂层的 FT 2IR 图谱 图谱 . 可以看出, 混合涂层与混合粉末的谱图一致, 其 主要吸收峰的位置没发生变化, 只是涂层的吸收峰明 显比粉末的宽化且强度减弱, 而在

750 cm -

1 处涂层的 C2S 峰强度比粉末大, 这表明在火焰喷涂过程中, 聚 苯硫醚粉末没有发生明显的降解氧化, 只是填料与 PPS 大分子在偶联剂作用下发生物理缠绕或化学作 用, 使大分子运动能力下降, 刚性增加, 从而出现涂层 的谱图宽化且强度减弱 . 表1给出了不同炭纤维含量的聚苯硫醚复合涂 层的显微硬度、 粗糙度及与底材的结合力 . 可以看出: 随着炭纤维含量增加, 涂层的粗糙度增加;

复合涂层 的显微硬度随炭纤维含量增加先增加后减小, 且均高 于PPS 涂层的;

在炭纤维含量高于 3% 时, 复合涂层 与底材的结合强度比纯 PPS 与底材的小, 这说明添加 适量炭纤维可以改善复合涂层的某些性能, 但当炭纤 维含量过高时涂层与底材的结合力减弱, 使涂层的粗 表1PPS 复合涂层的粗糙度、 硬度及结合强度随 碳纤维含量变化的关系曲线 Table

1 Variation in roughness, hardness and combined strength of composite coatings with different content of carbon f iber Content w % Roughness Λ m Hardness H V Com bined strength N

0 1.

52 22.

59 19.

6 1 0.

76 24.

62 30.

5 3 1.

72 28.

18 24.

4 5 2.

20 26.

64 19.

3 7 2.

71 25.

03 18.

6 糙度增加, 在喷涂过程中造成喷涂困难, 同时粉末沉 积效率也明显降低 . 2.

2 涂层的摩擦磨损性能 图2示出了 PPS 复合涂层在速度 0.

425 m s 和Fig

2 V ariation of friction coefficient and w ear rate of carbon fiber reinfo rced PPS compo site coating w ith m ass fraction of carbon fiber at sliding speed of 0.