具有多孔结构的超高分子量聚乙烯摩擦学性能的研究

发布时间：2017-07-30 01:00

  本文关键词：具有多孔结构的超高分子量聚乙烯摩擦学性能的研究

  更多相关文章： 超高分子量聚乙烯 孔隙率 干运转 贫油润滑 模板-滤取法 摩擦学性能

【摘要】：提高直升机传动系统的干运转性能,主要有三种方式:提升摩擦副材料的耐高温性能,提升摩擦副材料的表面耐磨性和增加传动系统的储油结构。本文从增加直升机传动系统的储油结构角度出发,将多孔结构技术应用于超高分子量聚乙烯(UHMWPE),主要研究了其在贫油润滑条件下的摩擦学性能,以期为多孔UHMWPE运用于直升机传动系统的轴承保持架提供实验基础。本文制备了具有不同孔隙率的多孔UHMWPE试样。测试了多孔UHMWPE试样的基本性能,主要包括多孔UHMWPE试样的孔隙率、吸油和出油能力以及硬度。同时系统研究了具有多孔结构的UHMWPE的摩擦学性能,并探讨了多孔结构对其摩擦学性能的影响规律。主要内容和结论如下:1、采用模板-滤取法制备了多孔UHMWPE试样,并比较了不同的萃取剂对于填充剂的萃取效果的影响,对试样的制备工艺进行了优化。并为摩擦学实验选择了的合理实验试样、实验夹具和实验参数。2、研究了影响多孔UHMWPE试样孔隙率的因素。研究表明,多孔试样的孔隙率大小主要是由填充剂的含量决定的。通过对比多孔试样的整体孔隙率和表面孔隙率,得出,当填充剂含量较大时,能够制备出孔道贯通,开孔率高的多孔UHMWPE试样。3、研究了不同润滑条件下转速对UHMWPE试样摩擦系数的影响。在干摩擦条件下,摩擦系数随着转速的增大而增大;在贫油润滑条件下,摩擦系数随着速度的增大而减小。4、研究了在不同润滑条件下多孔结构对于UHMWPE试样摩擦系数的影响。结果表明,在干摩擦条件下,多孔UHMWPE试样的摩擦系数要高于致密UHMWPE试样。在贫油润滑条件下,多孔UHMWPE试样的摩擦系数随着孔隙率的增大而减小,当孔隙率较大(30%、40%和50%)时,多孔UHMWPE试样的摩擦系数低于致密UHMWPE试样。说明,在贫油润滑条件下,多孔结构能够改善UHMWPE的摩擦学性能。
【关键词】：超高分子量聚乙烯 孔隙率 干运转 贫油润滑 模板-滤取法 摩擦学性能
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V275.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第一章 绪论12-25
• 1.1 引言12
• 1.2 直升机干运转的国内外研究现状12-16
• 1.3 超高分子量聚乙烯的摩擦学改性研究16-19
• 1.3.1 离子注入法改性UHMWPE16-17
• 1.3.2 填充改性UHMWPE17-18
• 1.3.3 交联改性UHMWPE18
• 1.3.4 表面纹理以及多孔结构改性UHMWPE18-19
• 1.4 多孔结构19-23
• 1.4.1 多孔材料的概况20
• 1.4.2 多孔UHMWPE的研究方法和研究现状20-22
• 1.4.3 多孔结构改善摩擦副表面摩擦学性能的机理22-23
• 1.5 本文的主要研究内容23-25
• 第二章 实验设计和材料制备25-36
• 2.1 多孔UHMWPE的摩擦评价实验方案设计25-28
• 2.1.1 实验设备25-27
• 2.1.2 夹具的设计及装夹方式27
• 2.1.3 摩擦实验的环境条件及实验参数27-28
• 2.2 实验材料的选择与制备28-29
• 2.2.1 上试样材料28
• 2.2.2 下试样材料28-29
• 2.3 试样的制备29-33
• 2.3.1 上试样的制备29-31
• 2.3.2 下试样的制备31-33
• 2.4 萃取剂的选择33-35
• 2.4.1 硝酸与去离子水对填充物萃取能力的比较33-34
• 2.4.2 不同浓度的硝酸对填充物萃取能力的比较34-35
• 2.5 本章小结35-36
• 第三章 多孔UHMWPE性能的测试36-43
• 3.1 多孔UHMWPE孔隙率的测定36-38
• 3.1.1 多孔UHMWPE孔隙率的测定方法36-37
• 3.1.2 多孔UHMWPE孔隙率测试结果分析37-38
• 3.2 多孔 UHMWPE 吸油量和出油量的测定38-40
• 3.2.1 多孔UHMWPE吸油量和出油量的测量38-39
• 3.2.2 多孔UHMWPE吸油量和出油量测试结果分析39-40
• 3.3 多孔UHMWPE硬度的测试40-41
• 3.3.1 UHMWPE硬度的测量方法40-41
• 3.3.2 UHMWPE硬度的测试结果41
• 3.4 本章小结41-43
• 第四章 多孔UHMWPE材料摩擦学性能的研究43-53
• 4.1 致密UHMWPE材料的摩擦学特性43-45
• 4.1.1 润滑条件对于致密UHMWPE材料的摩擦学特性的影响43-45
• 4.1.2 速度对致密UHMWPE材料的摩擦学特性的影响45
• 4.2 多孔UHMWPE材料的摩擦学特性45-52
• 4.2.1 润滑条件对于多孔UHMWPE材料的摩擦学特性的影响46-47
• 4.2.2 速度对多孔UHMWPE材料的摩擦学特性的影响47-50
• 4.2.3 孔隙率对多孔UHMWPE材料的摩擦学特性的影响50-52
• 4.3 本章小结52-53
• 第五章 总结与展望53-55
• 5.1 本文的主要工作及结论53
• 5.2 展望53-55
• 参考文献55-59
• 致谢59-60
• 在校期间的研究成果及发表的学术论文60

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 施雯,董汉山;Improvement in the Tribological Properties of UHMWPE Sliding against Ti6Al4V by Surface Modification[J];Journal of Shanghai University;2005年02期

2 ;Comparison of Biotribology of Swine Compact Bone Against UHMWPE[J];Journal of China University of Mining & Technology;2007年01期

3 袁辉,刘廷华;UHMWPE复合板材挤出口模设计[J];模具工业;2004年05期

4 尹璞;温建萍;甄明晖;;UHMWPE基复合材料在干摩擦和油田污水条件下的摩擦磨损性能[J];润滑与密封;2008年05期

5 ;Study on Biotribological Behavior of the Combined Joint of CoCrMo and UHMWPE/BHA Composite in a Hip Joint Simulator[J];Journal of Bionic Engineering;2009年04期

6 胡伟炜;赵文杰;曹慧军;曾志翔;张昕;乌学东;;多巴胺改性UHMWPE粉末对环氧涂层韧性及摩擦性能的影响[J];摩擦学学报;2012年05期

7 WU Li;GAO XinLei;GAO WanZhen;;Investigation on tribological behaviors of the modified UHMWPE with different structures of Schiff base copper complexes[J];Science China(Technological Sciences);2013年12期

8 王昌祥,郑昌琼,周馨,尹光福,邓杰,孟永钢,温诗铸;UHMWPE-SiC生物摩擦学的特性及机理[J];无机材料学报;1998年06期

9 龚国芳,王新,曲敬信,漆宗能;两种UHMWPE/Kaolin复合材料在干摩擦条件下的滑动摩擦磨损性能研究[J];摩擦学学报;2000年05期

10 龚国芳,杨华勇,傅新,漆宗能;UHMWPE/Kaolin复合材料的物性研究——机械性能、耐磨性及其相关关系[J];浙江大学学报(工学版);2003年03期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 董丽杰;陈涛;熊传溪;;填料填充UHMWPE的耐热降磨研究[A];2005年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2005年

2 王磊;闵明华;石建高;刘永利;陈晓蕾;乐国义;龚剑彬;;UHMWPE纤维研发与生产现状[A];中国海洋学会2013年学术年会第14分会场海洋装备与海洋开发保障技术发展研讨会论文集[C];2013年

3 Yang Wang;Ning-Ning Wu;Yu-Qin Mou;Liang Chen;Zhong-Liang Deng;;Inhibitory effects of recombinant IL-4 and recombinant IL-13 on UHMWPE-induced bone destruction in the murine air pouch model[A];中华医学会第五次中青年骨质疏松和骨矿盐疾病学术会议论文集[C];2013年

4 赵忠华;吴冬莉;薛平;何亚东;;UHMWPE微孔隔板结构的测试与分形模型研究[A];2002年中国工程塑料加工应用技术研讨会论文集[C];2002年

5 刘秧生;高万振;;UHMWPE材料制备技术及其摩擦学应用[A];第二届全国工业摩擦学大会暨第七届全国青年摩擦学学术会议会议论文集[C];2004年

6 沈艳秋;张德坤;王庆良;;UHMWPE/BHA复合材料的生物摩擦性能研究[A];2006全国摩擦学学术会议论文集（一）[C];2006年

7 ;Study on Resin Matrix in UHMWPE Fibers Protective Composites[A];2007年全国高分子学术论文报告会论文摘要集（下册）[C];2007年

8 姚仲梁;陈勇;李猛;姚嗣佳;严为群;王德禧;;分子量250万以上UHMWPE管材、板材的产业化开发[A];2008双（多）金属复合管/板材生产技术开发与应用学术研讨会文集[C];2008年

9 陈雾;金永亮;段海涛;顾卡丽;;UHMWPE温度-时间效应的分子动力学模拟[A];第十一届全国摩擦学大会论文集[C];2013年

10 于俊荣;胡祖明;刘兆峰;;UHMWPE/纳米SiO_2溶液的制备[A];2004年全国高分子材料科学与工程研讨会论文集[C];2004年

中国重要报纸全文数据库 前8条

1 陶炎;我掌握UHMWPE干法成套技术[N];中国化工报;2013年

2 记者 仇国贤 通讯员 黄安平;5000吨UHMWPE工艺包通过评审[N];中国化工报;2014年

3 主持人 梁枫;自主创新迫使洋货降价[N];中国纺织报;2011年

4 王永军;超高分子量聚乙烯开发成功[N];中国石化报;2012年

5 毕家立;超高分子量聚乙烯加工改性热点[N];中国化工报;2003年

6 ;超高分子量聚乙烯管材生产技术及装备[N];中国化工报;2003年

7 刘云;华锦超高分子量聚乙烯纤维项目市场前景巨大[N];盘锦日报;2008年

8 王永军;第三代高性能纤维树脂赶超国外[N];中国化工报;2012年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 熊磊;纳米填充与辐照交联UHMWPE的力学及摩擦学性能研究[D];南京理工大学;2011年

2 龚国芳;UHMWPE/Kaolin复合材料的摩擦磨损特性和机理研究[D];中国矿业大学（北京）;2005年

3 秦襄培;基于数字化技术的UHMWPE材料摩擦学特性研究[D];机械科学研究总院;2006年

4 时晓梅;UHMWPE/HA梯度复合髋臼材料的制备及性能研究[D];大连理工大学;2013年

5 刘功德;超高分子量聚乙烯的加工与高性能化研究[D];四川大学;2003年

6 倪自丰;超高分子量聚乙烯的抗氧化处理及其生物摩擦学行为研究[D];中国矿业大学;2009年

7 康学勤;超高分子量聚乙烯的氧化降解机理及其生物摩擦学研究[D];中国矿业大学;2014年

8 王小俊;超高分子量聚乙烯的流变行为及其在材料加工中的应用[D];华南理工大学;2010年

9 谢美菊;超高分子量聚乙烯的加工性能改进和结构与性能的研究[D];四川大学;2006年

10 张荣;聚乙烯基复合材料的导电机理及电热性能研究[D];大连理工大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 张迪;超高分子量聚乙烯（UHMWPE）复合材料的成分组织与性能研究[D];长春理工大学;2010年

2 陈涛;UHMWPE耐热降磨改性研究[D];武汉理工大学;2005年

3 明艳;UHMWPE/PP的共混改性研究[D];华北工学院;2003年

4 侯文潭;UHMWPE塑烧板基板成型过程的数值模拟及其制备工艺研究[D];中南大学;2012年

5 刘阳;临床相关的微米级载阿仑膦酸钠超高分子量聚乙烯磨屑的研究[D];西南交通大学;2015年

6 刘红利;高强多孔UHMWPE纤维成型工艺与结构性能研究[D];郑州大学;2015年

7 顾静;UHMWPE纤维性能及其应用研究[D];苏州大学;2015年

8 曲金丽;UHMWPE纤维前纺工序安全评价及控制系统安全设计[D];中国石油大学(华东);2014年

9 翁浦莹;STF-Kevlar、UHMWPE织物复合形式及其防弹性能研究[D];浙江理工大学;2015年

10 王刚;UHMWPE纤维生产线后纺工序控制系统研究与设计[D];中国石油大学(华东);2014年

，

本文编号：591802