氧化铝粉体及混杂纤维改性树脂基复合材料的摩擦磨损性能.pdf

第33卷第6期
非金属矿
Vol 33 No 6
2010年11
Non-metallic Mines
November 2010
氧化铝粉体及混杂纤维改性树脂基复合材料的摩擦磨损性能
王世锋王焕平张斌周广徐时清
(中国计量学院材料科学与工程学院,浙江杭州310018)
摘要通过在液态酚醛树脂溶液中引入不同粒径的CuO-TiO2低温烧氧化铝陶瓷粉体、胸瓷一芳纶-金属混杂纤维以及硅烷偶联剂,
採讨了陶瓷粉体、混杂纤雛以及偶联剎等对树脂基复合材料摩擦因数与廛损率的影响规律。结果发现,粗大氧化铝朐瓷颗粒的引入,有助于提
高树脂基复合材籵的摩擦因数并降低其磨损率;将T/Cu摩尔比为4.0的低温娆結氧化铝粉体引入到酚醛树脂中,可获得摩擦因数0.54、磨损
辛0.22×107cmNm的良好摩擦性能;适量硅婗偶联剂的添加能有效提高摩檫因敖并降低黁损率,过量的陶瓷粉体与混杂纤维虽然可以提高
摩擦因数,但因造成树脂相对含量的减少而使得复合材料的整体结合力变小,从而恶化了复合材料的耐磨损性能
关键词摩擦材籵氧化铝混杂纤维酚醛树脂硅烷偶联剂
中图分类号:TB332文献标识码:A文章编号:10008098(2010)06-0072-05
Friction and Wear Performances of Resin-based Composites Modified by Al 0; Powders and Hybrid Fibers
Wang Shifeng Wang Huanping Zhang Bin Zhou Guangmiao Xu Shiqing
( College of Materials Science and Engineering, China Jiliang University, Hangzhou, Zhejiang 310018)
Abstract Through adding Al, O powders doped with CUO-TIO sintering aids, hybrid fibers and siloxane coupling agent into liquid state phenol-
formaldehyde resin, the friction and wear performances of resin-based composites have been investigated. It was found that the friction coefficient
of resin-based composite materials was improved and the wear rate was decreased by introduction of, coarse Al O; particles. Adding Al O ceramic
powders doped with 2 w CUO-TIO sintering aids(the molar ratio of TIO to Cuo was 4.0), the resin-based friction materials were given a good
friction and wear propertics, and the friction coeflicient and wear rate was 0.54 and 0.22x10cmn-m, respectively. It was useful to improve the
friction coefficient and lower the wear rate by adding appropriate amount of siloxane coupling agent, Al, O, powders and hybrid fibers. An excessive
amount of Al O; powders and hybrid fibers could increase the friction coefficient, but deteriorate the wear performance, primarily due to lowering the
relative content of phenol-formaldehyde resin
Key words friction material Al, O powders hybrid fibers phenol-formaldehyde resin siloxane coupling agent
树脂基摩擦材料在车辆制动领域发挥着重要的纤维、芳纶纤维、钛酸钾晶须以及磯纤维为增强相的
作用,其材料组成一般包括热固性树脂、增强纤维以陶瓷型摩擦材料得到了广泛研究?;特别是通过对
及各种填料与摩擦性能调节剂。树脂基体的主要作上述不同种类纤维的混杂可以获得优异的制动性能,
用是将其它组分粘结成整体,并传递和均衡载荷;増已显示出良好的应用前景。
强纤维的主要作用是使材料具有一定的强度和韧性,
氧化铝陶瓷是氧化物中最稳定的物质,具有机械
使材料能承受冲击、剪切拉伸等机械力的作用而不强度大、硬度高、耐磨损、耐高温、耐腐蚀等特点,已经
至于出现裂纹、崩缺等机械损伤;填料与摩擦性能谓作为填料或摩擦性能调节剂在树脂基摩擦材料中得
节剂的主要作用是对复合材料的硬度、摩擦因数以及到广泛应用。为开发出高性能的陶瓷型摩擦材料,
磨损率等性能进行调节"2。
通过添加烧结助剂或其它润滑组元,科研工作者对氧
传统以石棉纤维为增强相的树脂基摩擦材料因化铝陶瓷基摩擦材料的组织组成力学性能以及摩擦
其致癌作用已被明令禁止使用,科研工作者先后利用磨损性能进行了广泛研究。但关于不同粒径氧化
金属纤维、玻璃纤维、有机纤维以及陶瓷纤维等来替铝陶瓷粉体对树脂基复合材料摩撩性能的影响规律
代石棉纤维?。以金属纤维为增强相的半金属制动未见相关研究报道。
摩擦材料已经得到广泛应用,但其存在金属易锈蚀、
本课题组利用CuO-TiO2复合助剂将氧化铝陶
高发热以及造价高、摩擦噪声大等缺点;目前,以陶瓷瓷的烧结温度降低到1250℃,并获得了不同粒径的
低温烧结氧化铝陶瓷粉体。本实验找在前期研
收稿日期:2010-09-10
究基础上,以酚醛树脂为基体、陶瓷-芳纶·金属混
基金项目:教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET-07-0786);浙
省科技计刻(2008C21054
杂纤维为增强相,通过将不同粒径氧化铝陶瓷粉体