埃洛石纳米管改性对碳纤维-芳纶混杂纤维增强纳米复合材料磨损行为的影响

摘要整理

本研究采用真空辅助手工铺层法制备了埃洛石纳米管（HNTs）改性环氧树脂基体的碳纤维-芳纶混杂纤维增强复合材料。在10、15和20 N载荷及1 m/s滑动速度条件下，进行球盘磨损试验，分析了未改性和HNTs改性试样的摩擦学性能。通过磨损率和摩擦系数结果，研究了HNTs对混杂复合材料摩擦学行为的影响。采用扫描电子显微镜（SEM）观察了未改性和纳米复合材料试样的磨损机制，并利用能谱分析（EDX）进行了磨损表面元素分析。通过三维表面形貌图像评估了表面形态，并采用热像仪识别了HNTs对磨损过程中热传导的影响。试验结果表明，HNTs的加入使复合材料的摩擦系数分别在10 N、15 N和20 N载荷下降低了9%、10%和11%，磨损率平均降低约75%。三维表面形貌图像验证了摩擦系数和磨损率的改善效果。热像仪图像显示，接触区域热传导性能的提高归因于HNTs优异的热性能。HNTs作为固体润滑剂形成摩擦膜的特性被确定为纳米复合材料摩擦学性能提升的主要原因。基于SEM图像，提出了详细的磨损机制模型，解释了HNTs改性碳纤维-芳纶混杂复合材料的磨损行为。

相关论文