碳纖維增強聚甲醛復合材料的制備及性能研究.pdf

1、隨著社會的不斷進步，工業(yè)化的飛速發(fā)展，交通運輸業(yè)越來越發(fā)揮其重要作用，同時對交通工具和動力機械的速度、負荷及安全性能要求越來越高，因此作為交通工具的摩擦材料其相應的要求也更高。摩擦材料不僅要具有良好的耐溫性能、機械強度、耐磨性能及穩(wěn)定的摩擦系數(shù)，還要具有質輕，制動時無噪音，對環(huán)境無污染，成本低等一系列特點。碳纖維具有良好的耐磨性、導熱率高、抗拉性能好、對環(huán)境無污染、質輕等優(yōu)點，在摩擦材料中發(fā)揮著舉足輕重的作用。同時由于界面在復合材料中能

2、夠起到傳遞應力及各組分形成一個整體的作用，因此界面對復合材料綜合性能的發(fā)揮起著關鍵性作用。研究結果表明，良好的界面結合強度有助于復合材料力學性能的發(fā)揮。
　　本文首先研究了碳纖維增強樹脂基復合材料的界面性能，采用丙酮、濃硝酸、硅烷偶聯(lián)劑對碳纖維進行了四種不同性質的表面處理，并分別采用處理后的碳纖維制備了碳纖維樹脂基復合材料。采用掃描電子顯微鏡(SEM)、微機控制萬能試驗機研究了碳纖維樹脂基復合材料的拉伸強度與斷口微觀形貌的變化，結

3、果表明:碳纖維經過丙酮浸泡，濃硝酸粗化，再經過硅烷偶聯(lián)劑處理與碳纖維經過丙酮浸泡，濃硝酸處理增強了碳纖維與基體的結合強度。
　　緊接著再研究碳纖維與銅顆粒對聚甲醛復合材料的摩擦磨損性能、硬度、沖擊強度的影響規(guī)律。將不同含量的碳纖維、銅顆粒加入聚甲醛基體中制成了不同配比的復合材料，通過實驗儀器測得摩擦系數(shù)、磨損率、硬度及沖擊強度，并對磨損后的形貌及沖擊斷面進行觀察。通過實驗研究表明:碳纖維、銅顆粒顯著提高了聚甲醛的耐磨性，0.628

4、m/s，100N實驗條件下，碳纖維10％+銅顆粒10％構成的復合材料的磨損率最低，其磨損率比單獨添加碳纖維10％降低了48.5％。摩擦表面形貌分析表明，添加銅顆粒使復合材料摩擦表面光滑，但卻增大了摩擦系數(shù)。
　　不同含量的碳纖維和銅顆粒的加入會不同程度的增加摩擦材料的硬度。隨著復合材料中碳纖維添加量的增加，其硬度值先增大后減小;當復合材料中碳纖維添加量為10％時，隨著銅顆粒含量的增加，復合材料的硬度逐漸增大。
　　隨著復合材