不同对磨面材质对氟化石墨改性聚醚醚酮摩擦学性能的影响

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2023.12.006

中国塑料 ›› 2023, Vol. 37 ›› Issue (12): 35-40.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2023.12.006

不同对磨面材质对氟化石墨改性聚醚醚酮摩擦学性能的影响

雷鸣(), 夏庚培, 江瑜, 艾道义, 游宗英, 喻思亚, 涂建磊, 成皓楠, 向维, 黄代麒

成都产品质量检验研究院有限责任公司，成都市产品质量监督检验研究院，国家光伏产品质量检验检测中心，成都 610000

收稿日期:2023-06-28 出版日期:2023-12-26 发布日期:2023-12-26
作者简介:雷鸣（1994-），男，工程师，从事光伏产品、储能产品、复合材料、光伏材料产（商）品质量开发及检测，ray_cqi@163.com

Effect of different grinding surface materials on tribological properties of graphite fluoride⁃modified polyether ether ketone

LEI Ming(), XIA Gengpei, JIANG Yu, AI Daoyi, YOU Zongying, YU Siya, TU Jianlei, CHENG Haonan, XIANG Wei, HUANG Daiqi

Chengdu Product Quality Inspection and Research Institute Co，Ltd，Chengdu Product Quality Supervision and Inspection Research Institute，National Photovoltaic Product Quality Inspection and Testing Center，Chengdu 610000，China

Received:2023-06-28 Online:2023-12-26 Published:2023-12-26

摘要/Abstract

摘要：

采用熔融共混挤出⁃注塑的加工方式制备了聚醚醚酮（PEEK）/氟化石墨复合材料，并采用环⁃块摩擦磨损试验机探究其与304^#钢环、45^#钢环的摩擦学性能，采用扫描电子显微镜（SEM）对其磨面进行分析，并对相关的摩擦学机理进行了探究。结果表明，PEEK复合材料与304^#钢环的摩擦因数随氟化石墨添加量的增大呈现逐渐降低的趋势，而与45^#钢环的摩擦因数变化并不明显；当氟化石墨添加量低于10 %时，PEEK复合材料与45^#钢环摩擦时展示出更低的摩擦因数；当氟化石墨添加量超过于15 %时，PEEK复合材料与304^#钢环展示出更低的摩擦因数；就不同载荷而言，PEEK/氟化石墨复合材料与两种摩擦环在300 N的重载荷下均表现出较差的摩擦学性能，而在100 N的低载荷下表现出较高的摩擦因数，但体积磨损率较低。

关键词: 氟化石墨, 聚醚醚酮, 对磨面材质, 摩擦载荷, 摩擦学性能

Abstract:

Polyether ether ketone （PEEK）/fluorinated graphite composites were prepared through melt blending. Their tribological properties against 304^# steel and 45^# steel were investigated by using a ring⁃on⁃block friction and wear test machine， their worn scar surfaces were analyzed by SEM， and their tribological mechanism were explored. The results indicated that the friction coefficient between the composites and 304^# steel decreased gradually with an increase in the content of fluorinated graphite， whereas the change in friction coefficient with 45^# steel was not significant. When the content of fluorinated graphite is lower than 10 wt%， the composites exhibit a lower friction coefficient against 45^# steel. When the content of fluorinated graphite is higher than 15 wt%， the composites show a lower friction coefficient against 304^# steel. According to different loads， the composites with exhibit poor tribological performance toward two types of friction rings under a load of 300 N. However， composites present a higher friction coefficient but a lower wear rate under a load of 100 N.

Key words: fluorinated graphite, polyetheretherketone, grinding surface, friction load, tribological property

中图分类号:

TQ324

雷鸣, 夏庚培, 江瑜, 艾道义, 游宗英, 喻思亚, 涂建磊, 成皓楠, 向维, 黄代麒. 不同对磨面材质对氟化石墨改性聚醚醚酮摩擦学性能的影响[J]. 中国塑料, 2023, 37(12): 35-40.

LEI Ming, XIA Gengpei, JIANG Yu, AI Daoyi, YOU Zongying, YU Siya, TU Jianlei, CHENG Haonan, XIANG Wei, HUANG Daiqi. Effect of different grinding surface materials on tribological properties of graphite fluoride⁃modified polyether ether ketone[J]. China Plastics, 2023, 37(12): 35-40.

图/表 8

图1 氟化石墨基础数据表征

Fig.1 Characterization of fluorinated graphite

元素名称	C	O	F
相对元素含量/%	53.96	0.82	45.22

表1 氟化石墨的各元素相对含量

Tab.1 Relative element content of fluorinated graphite

图2 不同摩擦环下复合材料摩擦因数随氟化石墨含量的变化

Fig.2 Friction coefficient of composites with different friction rings against the content of fluorinated graphite

图3 不同摩擦环下复合材料的平均摩擦因数（a）和体积磨损率（b）

Fig.3 Effect of friction rings on average friction coefficient （a） and volume wear rate （b） of composites

图4 不同摩擦环下复合材料的磨痕微观形貌

Fig.4 Microstructure of wear marks of composites under different friction rings

图5 不同载荷下复合材料的摩擦因数变化曲线

Fig.5 Friction coefficient of the composites under different friction rings

图6 不同摩擦环下PEEK/20 %氟化石墨复合材料的平均摩擦因数和体积磨损率

Fig.6 Average friction coefficient and volume wear rate of PEEK/20 % fluorinated ink composites under different friction rings

图7 不同载荷下复合材料的磨痕微观形貌

Fig.7 Worn scar SEM images of the composites under different load

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不同对磨面材质对氟化石墨改性聚醚醚酮摩擦学性能的影响

Effect of different grinding surface materials on tribological properties of graphite fluoride⁃modified polyether ether ketone

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