采用硝酸氧化改性和涂层复合改性法分别对碳纤维(CF)进行了表面处理, 并制备了CF增强热塑性聚酰亚胺(TPI)复合材料; 对CF的表面形貌进行了观察, 研究了表面改性方法对复合材料摩擦磨损性能的影响, 并利用扫描电子显微镜观察了磨损表面形貌。结果表明: 硝酸氧化改性增大了CF的表面粗糙度, 随处理时间的延长粗糙度增大; 经涂层复合改性后, CF表面包覆了一层聚酰亚胺(PI), 保护了CF并提高了其与基体界面的结合强度; 经表面改性后的CF增强TPI复合材料的摩擦磨损性能均得到提高, 以涂层复合改性的效果最好; 硝酸氧化改性后的CF在摩擦过程中易断裂, 复合材料的磨损形貌以磨粒磨损为主, 而涂层复合改性后的CF断裂得到抑制, 与基体结合更为牢固, 磨损表面较为平整。

所属栏目

材料性能及其应用

收稿日期

2010/12/282011/11/26

作者单位

杨长城:南京工业大学材料化学工程国家重点实验室, 南京 210009
俞娟:南京工业大学材料化学工程国家重点实验室, 南京 210009
王晓东:南京工业大学材料化学工程国家重点实验室, 南京 210009
黄培:南京工业大学材料化学工程国家重点实验室, 南京 210009

备注

杨长城(1985-), 男, 江苏南京人, 硕士研究生。

引用该论文:

YANG Chang-cheng,YU Juan,WANG Xiao-dong,HUANG Pei.Friction and Wear Performance of Carbon Fiber Reinforced Thermoplastic Polyimide Composites Prepared by Different Surface Modification Methods[J].Materials for mechancial engineering,2012,36(1):90～93
杨长城,俞娟,王晓东,黄培.不同方法表面改性碳纤维增强热塑性聚酰亚胺复合材料的摩擦磨损性能[J].机械工程材料,2012,36(1):90～93

参考文献

【1】

丁孟贤, 何天白.聚酰亚胺新材料[M].北京: 北京科技出版社, 1998.

【2】

宋艳江, 黄丽坚, 朱鹏, 等.偶联剂处理玻璃纤维改性聚酰亚胺摩擦磨损性能研究[J].材料工程, 2009(2): 58-62.

【3】

李晓军, 浦玉萍, 吕广庶, 等.聚酰亚胺摩擦学性能的研究[J].材料工程, 2004(6): 63-66.

【4】

SAMYN P, SCHOUKENS G, VERPOORT F, et al. Friction and wear mechanisms of sintered and thermoplastic polyimides under adhesive sliding[J].Macromolecular Materials and Engineering, 2007, 292(5): 523-556.

【5】

YAMAMOTO Y, HASHIMOTO M. Friction and wear of water lubricated PEEK and PPS sliding contacts, Part 2: Composites with carbon or glass fibre[J].Wear, 2004, 257(1/2): 181-189.

【6】

WANG J X, GU M Y. Wear properties and mechanisms of nylon and carbon-fiber-reinforced nylon in dry and wet conditions [J].Journal of Applied Polymer Science, 2004, 93(2): 789-795.

【7】

LI J, CHENG X H. Friction and wear properties of surface-treated carbon fiber-reinforced thermoplastic polyimide composites under oil-lubricated condition[J].Materials Chemistry and Physics, 2008, 108(1): 67-72.

【8】

宋艳江, 高鑫, 朱鹏, 等. 表面处理碳纤维增强聚酰亚胺复合材料力学性能[J].复合材料学报, 2008, 25(5): 64-68.

【9】

SONG H J, ZHANG Z Z, LUO Z Z. A study of tribological behaviors of the phenolic composite coating reinforced with carbon fibers[J].Materials Science and Engineering A, 2007, 445: 593-599.