改性玄武岩纤维/聚酰亚胺复合材料的摩擦磨损性能OA
Friction-wear Performance of Modified Basalt Fiber/Polyimide Composites
本研究通过静电自组装法在玄武岩纤维(BF)表面引入氧化石墨烯(GO)和纳米二氧化硅(SiO2NPs),采用热模压方法制备了SiO2NPs改性(SiO2NPs-BF/PI)和GO-SiO2NPs改性的复合材料(GO-SiO2NPs-BF/PI),对比研究了复合材料的微观组织结构、力学性能、摩擦学性能和磨损机制.研究结果表明,SiO2NPs和GO-SiO2NPs表面改性能明显提升BF与PI基体之间的界面结合强度,进而提升复合材料的力学性能.SiO2NPs-BF/PI复合材料的维氏硬度、压缩强度、三点弯曲强度及拉伸强度与BF/PI复合材料相比分别提升了8.96%、15.77%、16.30%和12.96%;GO-SiO2NPs-BF/PI复合材料的维氏硬度、压缩强度、三点弯曲强度和拉伸强度较BF/PI复合材料提升了22.76%、28.16%、29.32%和23.35%.与GCr15球对磨60 min后,SiO2NPs-BF/PI和GO-SiO2NPs-BF/PI复合材料的平均摩擦系数分别为0.597和0.582,较BF/PI复合材料降低了9.55%和11.82%;磨损率分别为0.618×10-5 mm3/(N·m)和0.569×10-5 mm3/(N·m),较BF/PI复合材料分别降低了29.37%和34.97%.
Graphene oxide(GO)and silica nanoparticles(SiO2NPs)were introduced onto the surface of basalt fibers(BF)using the electrostatic self-assembly method.The SiO2NPs-modified composites(SiO2NPs-BF/PI)and the GO-SiO2NPs-modified composites(GO-SiO2NPs-BF/PI)were prepared using the thermal pressing method.A comparative study was conducted on the microstructural,mechanical,and tribological properties of the composites,and the corresponding wear mechanisms were discussed.The results show that introducing SiO2NPs and GO-SiO2NPs surface modification on BF significantly enhances the interfacial adhesion strength between BF and the PI matrix,thereby improving the mechanical performance of the composites.The Vickers hardness,compressive strength,three-point bending strength,and tensile strength of the SiO2NPs-BF/PI composite increases by 8.96%,15.77%,16.30%and 12.96%compared to the BF/PI composite.For the GO-SiO2NPs-BF/PI composite,the Vickers hardness,compressive strength,three-point bending strength and tensile strength were improved by 22.76%,28.16%,29.32%and 23.35%in comparison with the BF/PI composite.After 60 minutes of friction against GCr15 balls,the average friction coefficients of the SiO2NPs-BF/PI and GO-SiO2NPs-BF/PI composites decreased by 9.55%and 11.82%compared to the BF/PI composite.The wear rates were 0.618×10-5 mm3/(N·m)and 0.569×10-5 mm3/(N·m),respectively,which were 29.37%and 34.97%lower than that of the BF/PI composite.
杨远鹏;邓瑞;李轩;刘明;郑庭;蒋杰;周德东;刘志章;孙诗寒;李辉
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通用工业技术
聚酰亚胺玄武岩纤维氧化石墨烯纳米SiO2摩擦磨损
PolyimideBasalt fiberGraphene oxideNano-silicaFriction and wear
《材料科学与工程学报》 2026 (2)
211-218,8
四川省科技计划项目(2023YFG0239)宜宾市科技局项目(2024GY001)四川轻化工大学科研创新团队计划项目(H92322)智能制造泸州市重点实验室开放课题项目(ZZ202410ZZ202409)
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