基于中心复合设计的粉末非洲油豆荚/生物环氧树脂制动垫复合材料硬度试验优化分析

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本研究采用中心复合设计（CCD）方法，对粉末非洲油豆荚/生物环氧树脂制动垫复合材料的硬度性能进行了优化分析。非洲油豆荚经手工清洁后日晒干燥（每天3小时，共3天），随后在110°C下烘干3小时至恒重，冷却至室温。烘干后的豆荚采用自制研磨机粉碎并筛分，部分筛分后的粉末在950°C高温炉中进行碳化处理。采用预浸工艺制备制动垫复合材料样品，其中非洲油豆荚粉末和生物环氧树脂的质量比例变化，而润滑剂、磨料、摩擦改性剂、催化剂和促进剂的质量保持不变。强化相（粉末非洲油豆荚）的质量分数在10%~50%范围内变化，间隔为10%。将配方倒入50 mm × 50 mm × 8 mm的木质模具中，在热压机中成型（温度180°C、压力15 MPa、固化时间5 min），随后在180°C热风烘箱中后处理4小时。按照ASTM D785标准采用洛氏K硬度计对制动垫进行硬度测试。结果表明，150 μm粒径的强化材料制备的制动垫样品在20 wt.%和30 wt.%时硬度值分别为105.7和106.4，为最优值。中心复合设计验证结果显示，在20 wt.%和30 wt.%时最大硬度值分别为107.31和107.63，与试验结果相符。

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