PEEK納米復合材料 納米粒子具有小尺寸效應
來源：peek板材供應商-恒鑫實業 作者：PEEK板材加工
PEEK納米復合材料 納米粒子具有小尺寸效應、化學活性、與聚合物界面強相互作用等性能,在低填充量下,比普通粒子具有更優的摩擦學改性作用。
制備了PEEK/Si3N4納米復合材料,研究了磨痕及轉移膜的微觀特性。發現在摩擦過程中一部分Si3N4被氧化為SiO2,改善了轉移膜的特征,形成連續致密的轉移膜,降低了PEEK的摩擦系數和磨損率,而另一部分Si3N4則嵌入PEEK表面,使PEEK表面變成粒子增強型材料。納米SiC也能顯著改善PEEK在干摩擦下的摩擦學性能,其磨損機制主要是輕微的粘著轉移和疲勞磨損。
隨著納米SiC含量的增加,摩擦系數不斷降低,而比磨損率在體積含量為1%~4%時較低。用納米SiC和石墨共同填充PEEK復合材料,當石墨體積含量低于3.0%,納米SiC和石墨有協同效應,使復合材料的摩擦磨損性能進一步得到改善。WangQihua等還研究了直徑分別為10nm和86nm的納米ZrO2填充PEEK的摩擦磨損性能,發現粒徑10nm的ZrO2能顯著改善PEEK復合材料的摩擦學性能,比磨損率較純PEEK降低約一半,在對偶鋼環上形成一層連續的與底材緊密粘著的薄轉移膜而呈輕微的粘著磨損和疲勞磨損,而粒徑86nm的ZrO則導致嚴重的磨料磨損和粘著磨損。
用粒徑小于40nm的Al2O3、TiO2和PTFE復合填充PEEK,研究表明填充6%~7%的納米Al2O3可明顯改善PEEK/10%PTFE復合材料的摩擦磨損性能,當納米Al2O3含量高于10%時,PEEK/PTFE/Al2O3復合材料的塑性變形和粘著剝落加劇。
當納米填料的質量分數相同時,含納米TiO2的復合材料的磨損表面塑性變形輕微,摩擦磨損性能明顯優于含納米Al2O3的復合材料。
平均直徑150nm的碳納米管填充PEEK對馬氏體軸承鋼和奧氏體不銹鋼的磨損性能,結果表明碳納米管顯著減少了PEEK的磨損,碳納米管充當了固體潤滑劑,而且碳納米管和鋼之間幾乎不發生摩擦化學反應,其小尺寸效應導致碳納米管填充PEEK對對偶件影響很小。
