文摘
天然材料制造产品的替代来源是由于环境要求。热注塑技术使复合材料与玻璃纤维产品,花岗岩废料填充,和聚乳酸(PLA)。5每组样品取样和更好的硬度不同体积百分比的玻璃纤维和浪费nanogranite粒子。这项工作主要是关注评估干滑动磨损和摩擦复合材料。不同15、25、35、45 N负荷,750和1500 m滑动距离测试了复合材料,分别。在陈述过程参数条件进行实验记录答案。Nanogranite复合材料比更高浓度的解放军矩阵复合材料玻璃纤维,更耐磨损和摩擦系数。nanogranite粉添加在解放军矩阵填充元素提供一个更好的磨损和摩擦系数。高负载的45 1500 N和滑动距离的测量在低磨损和低摩擦系数。
1。介绍
指定复合材料提供更好的性能、高强度和刚度、良好的抗疲劳强度,低体重、低比传统结构材料设计的灵活性。赢得联盟已成为这些属性,导致纤维复合材料的新空间。纤维增强塑料和环氧树脂复合材料广泛应用于汽车和航空航天工业,除了其他正统的工程材料,考虑到他们增强的属性。研究人员广泛研究了无与伦比的聚合物基复合材料的性能(PMC)的材料。化合物的抗划伤,可以发现在汽车活塞块段,气缸,卡尺,圆柱体嵌入环,微波通道,脉冲,空间结构和振动器段(1- - - - - -7]。然而,有很多关于玻璃纤维环氧树脂复合材料的信息(8]。玻璃纤维复合材料(GFC)展品阻力增加缩进。GFC展览增加抗压痕,而且,GFC也广泛使用多个应用程序,如车身和制动部分,飞机速度,和制动段(9]。GFC增加了抗缩进。玻璃纤维增强塑料有一个首选的密度和优异的机械和热性能,也广泛应用于汽车和航空航天领域10]。e玻璃纤维不同玻璃纤维之间具有十分重要的意义和研究以其优异的特性。e玻璃耐热,耐腐蚀,具有良好的强度。在电气隔离产业和结构领域,e玻璃发现有助于汽车(11]。
一般来说,pmc是广泛应用于航空、汽车、电子应用程序。电子视觉显示作为视频显示器显示图像在互联网上发送。电视、电脑显示器、手机和其他电子视觉显示的例子。发光二极管(led)和液晶显示器(lcd)是两种最常见的显示系统。通过应用适当的触发电压时,LED是两起由于电致发光的半导体光源产生的光的效果。半导体的能带隙的能量决定了光的颜色。一个液晶显示器(LCD)利用特性,包括光调制。在led液晶显示器有几个优点,包括降低用电。图1揭示了一个典型的液晶的结构。与有机发光二极管(LED)发射电致发光层电流时产生光被称为有机发光二极管(OLED)。有机材料层夹在两个电极在传统OLED(阳极和阴极)。所有的组件都是放在像ITO透明导电基片。因为他们杰出的表现,多功能性和易于生产、oled获得很多利益作为近年来新一代照明和显示。图2揭示了OLED的典型建筑。
纤维增强复合材料的滑动磨损是材料耐久性的影响(12]。化合物的负荷,影响摩擦和滑动速度和距离wear-excessive穿中发现更多的优秀的袋子在玻璃纤维环氧树脂复合材料磨损试验(13,14]。滑动磨损距离限制显著影响复合磨损(15]。研究了不同填料对低温暴露和玻璃纤维环氧树脂复合16]。矩阵压缩成型技术帮助开发聚乳酸(PLA)和壳聚糖微粒复合材料增强。研究结果显示,中国人民解放军的机械磨损特征矩阵复合材料是积极的改善。解放军已被用于食品包装发展,纺织品,,最近,工程聚合物。力学性能和耐磨性最佳壳聚糖强化值观察6 wt.百分比(17]。穿最合适的生物可降解聚合物聚乳酸研究。最近几天已经看到增加了对玉米的需求替代石油基聚合物(18]。注塑目标包括高生产率,设计灵活性,低劳动力成本、低报废率。图3揭示了不同的制造技术的应用在结构部件的制造。
由于高分子材料是容易制作,轻,便宜,容易制作,他们可以制造一个小机器组件。同时,现状的重大挑战是找到替代材料以同等的力量以石油为原料的聚合物。解放军有足够的机械性能如聚合物可再生来源,它得到了广泛的使用,如包装、滚动、和生物医学应用。解放军的自然是非常脆弱的,导热系数低,因此它也是至关重要的,这种聚合物的强度增加。正因为如此,解放军为机器组件的使用是更适合在低负荷和低速应用程序(19,20.]。
很难彻底分析高利贷和摩擦特性与不同材料混合和他们合作摩擦结构(21]:硫酸钡、卡洛琳和橡胶填料如硫酸钡和腰果。填料组件用于设计,降低成本,增加在可制造性22]。在含量较高的刹车片,填料作为木质素下降略微刹车片的执行。刹车片,10%的木质素复合是选择最合适的材料,因为商用刹车片的一般性质密切协调在其执行23]。多余的评估显然表明,替代天然纤维材料是至关重要的制定与理想的粘结剂和填料摩擦材料。他们认为有必要使用自然粘结剂和填料与冷冻材料的供应和表征。令人惊讶的是,小的研究进行综合融合的摩擦学性能和可用天然纤维(24]。众多研究摩擦学的复合增强纤维的性能报告。恒定的滑动距离300米,温度300°C的研究应用负载(5 N, 10 N, 14 N, N和37)肾小球滤过率(GFR)机械耐磨尼龙6和尼龙6穿在不同玻璃纤维(0 30 wt %)的内容。研究结果显示指定的磨损率最低的30%的玻璃纤维含量尼龙6 (25,26]。PEEK和PEEK复合材料的玻璃纤维在30 wt.检查每分,和GF / PEEK发现比PEEK的耐磨性。作者在27]研究摩擦学性能PEEE干燥和水润滑条件下的纯聚醚醚酮(PEEK)和30 wt. %玻璃纤维(GFR)。结果表明,当压力增加,一个特定的磨损率和摩擦系数的复合材料略有增加。特定的磨损率和肋骨系数的值也小于干滑动条件在水润滑条件下。肾小球滤过率(GFR)增强PEEK 30 wt.很强的耐磨性与纯PEEK(百分比27]。玻璃环氧复合与碳化硅复合材料的摩擦学和二级填料石墨粒子的检查。碳化硅、石墨在耐磨性能显著提高填充材料在玻璃/环氧复合材料。在[28),三个短e玻璃纤维增强聚酯和不使用填充材料磨料磨损行为进行了研究。他们发现,复合磨损行为取决于不同的测试参数,包括磨料颗粒大小、滑动速度、加载等等。也观察到更高的聚酯复合材料的重量分数提高了耐磨性。当前的工作专注于生产和研究摩擦学性能,不同的重量百分比的钢筋玻璃纤维,和解放军矩阵不同重量的浪费花岗岩粉末。这个实验工作的概述如图4。
2。实验计划
最改良的苯酚聚乳酸(PLA)。必要的酚醛特点,作为一个合适的粘结剂具有高耐磨损。灵活性、热稳定性和耐冲击降低摩擦系数。特别是,制动装置,热固性和绑定属性也总和。冻结和增加衰减强度,耐冲击,灵活性,快速热消失,良好的抗噪声,耐磨性,提高可靠性,耐热性,抗吸湿也报道。它是适用于聚合物行业由于其聚合多功能性和低成本改性的化学产品。nanogranite粒子的增加提供了一个更好的玻璃纤维绑定。解放军可以首选初始胶粘剂通过其高肢体和天生的解放军过于敏感,与液体是由固体和缓解。nanogranite颗粒填料的附加值在样品改善磨损和剪切强度counter-face区,以减少材料的去除。
表1揭示了不同化学成分的玻璃纤维。在这项研究中,研究的主要组件是使用玻璃纤维和液体解放军nanogranite粒子的5个样品有不同比例的组合。解放军矩阵添加足够的卷4,6,8,10,和12%的纳米花岗岩,4,5,6,7,8%玻璃纤维。玻璃纤维如表所示2物理和机械性能。图5揭示了双螺杆挤出过程的图形表示形式进行杂交组合件。
执行混合使用500 rpm机械搅拌器,使一种化合物均匀混合,避免权责发生制。倒之前,可以使用一个薄的蜡层的内表面形式发布和删除的样品太轻微损坏。预热模具腔转移从准备均匀混合预热金属模具13毫米直径45毫米的长度。螺栓模具已经存储了大约4个小时在液压机在130°C,保证完整的整合和后固化在热空气炉90°C。
最后,圆柱驱逐,准备样品的压缩负荷大小13毫米×45毫米已经发布。解放军的所有四个样品,不同的摩擦学的测试准备下一步我们提出的工作根据我们的计划,设计矩阵。每个样品的成分如表所示3。
12毫米,直径45毫米的复合材料加工和测试用大头针在干滑动条件下摩擦计。解放军(W1 W2, W3、W4和W5)进行了综合测试。制动系统在描述材料,这种磨损测试方法是商业中使用不同的条件(干、湿),和所有的测试在室温下进行。
标本保持接触模型的持有人与62 HRC钢片。样品的表面粗糙度和钢片是0.9μm和1.6μm,分别。不同工艺参数是用来测试摩擦计,如负载15、25、35、45 N,斜率范围750米,1500米,滑动运行时(15分钟),和轨道直径150毫米。工艺参数也相应调整。一个合适的冷冻表层已经建立了在每个测试之前执行130 kPa的处于初步阶段。每种情况下的试验测试之前和之后销和旋转圆盘之间的并行性。在测试前,丙酮counter-face清理;碳化硅砂纸用于波兰样本,counter-face是正确的联系。图6显示磁盘上的销装置的原理图。
名义销盘接触压力是13日,27日,42岁和53个KPa,这些步骤用于早期的研究。高度精确的数字0.1毫克的体重指标是用来计算摩擦磨损率通过测量体重。四个重复测试的平均使用数据在每一个特定的示例。测试的研究人员使用相同的方法在适当的标准。所有例子,摩擦学行为,磨损率和摩擦系数等,和值进一步分析指出。
3所示。结果与讨论
3.1。磨损率
数据7和8解释的滑动磨损率数据W1 W2, W3, W4, W5复合材料的滑动距离750米。数据的结果7和8表明nanogranite粉和玻璃纤维,这是解放军,用作填料和增援部队,对穿在不同的负载条件下表现更好。额外的解放军和更高的nanogranite粉反映相对耐磨性低所有压力条件(35 250 N, N, N, N) 45。
人民解放军是最改变酚醛类型。它包括基本要素直接酚醛和作为良好的耐磨性和一个优秀的紧粘结剂。的浪费nanogranite粉是一种更好的玻璃纤维的约束因素。解放军可以首选初始胶粘剂使用其高肢体和天生的解放军过于敏感和的液体是由固体。nanogranite粉填料的附加值废物样本中增加了穿强度,降低了材料的剪切阻力摩擦区疏散。独特的穿着行为不同的复合材料收费是其他矩阵接口。低负荷条件下减少的压力导致光废弃物撤离,从而增加沉重的爆炸在高负载条件下由于摩擦盘和复合材料的影响。磨损率较高的低旋转的距离,但幻灯片改善了可穿戴,数据显示4和5。
由于应用程序的压力,滑动长度,和填料接触反对穿,模式标本的磨损率降低7和8。最初,在考试期间,大面积筋疲力尽。磨损率更高。后,磨屑从界面到数组,和塑性变形形成了防御层纤维。填料和解放军矩阵区域表面也刷新,导致拒绝穿。W1复合材料的磨损率是高withPLA W4复合材料相比,如图9和10滑动距离750米和1500米。这就是为什么零浪费的内容花岗岩粉末角通常少界面链接filler-PLA矩阵区域。
的调查,中国人民解放军矩阵的表面积与扶轮counter-face在更重要的联系。由于表面硬度较低,材料撤离发生更多的中国人民解放军矩阵面积比填料和解放军矩阵。反过来,复合解放军W4相比其他解放军样本往往表现出较低的磨损率,这可能会发生,因为中国人民解放军矩阵的实际接触面积和摩擦的填充内容成分增加。在穿驱逐,综合填充内容有至关重要的作用。磨损逐渐减少填充内容和表面硬度增加和减少热与机械负载。所需数量的填充物的成分增强通过均匀混合填料与解放军矩阵自动搅拌机的帮助。解放军样本W4显示更少的耐磨性因为解放军矩阵相互作用范围较高,复合材料不填。与所有其他的样品相比,解放军W4示例显示了一个较小的磨损率。固有的高极性和解放军的粘着性和他们穿在解放军矩阵和含有填料可能原因。
如果两具尸体滑动滑动距离,没有足够的时间表面波动相互锁定,从而降低摩擦系数。磨损率是基于摩擦系数,由于滑动距离的增加,摩擦系数降低。解放军的互动条件及其counter-surface填料扮演了一个重要的角色在削减材料驱逐。低磨损率高的滑动距离观察和表示,解放军非常耐药,能有效防止复合摩擦。然而,当样本存在连续轴向推力,分离和提取的纤维和解放军矩阵发生在较高的最大滑动负载。玻璃、花岗石和解放军的废物W4接口依从性和成键的示例是完美的。此外,小纤维骨折增加承载能力。
3.2。摩擦系数(咖啡)
应用程序和力之间的力比定义了摩擦系数。为制动条件下,稳定和高摩擦系数是必要的。数据9和10显示相应的滑动摩擦系数与样品距离750和1500解放军矩阵/纤维/浪费nanogranite粉增强。摩擦系数高,减少在低负荷条件下负载增加。
滑动测试中使用的可能机制降低了摩擦系数,提高了压力的标本。纤维的成键矩阵是削弱了热应力在界面。由于重复的关键推力在高负载,有效纤维倾向于自由和疤痕。摩擦系数的性质取决于精细高分子膜之间的界面和纤维的类型。重加载时的混合废物,它变形成为一个瘦,横section-sectional层聚合物。这部电影减少了摩擦系数因其薄保护层。
存在氧化减少氧气传播,增加负载运输,并且降低了咖啡通过浪费属性和接触温度。滑动距离750米的摩擦系数较高,但减少了在不同负载更优良的滑动距离1500米,因为更大的阻力在销和滑动问题,因为这部电影是快速的形成或破坏。常数表面平滑度高滑动距离也导致它,和摩擦系数测量身体接触的两个表面之间的相互作用。氧化物的存在减少了氧气扩散,增加负载运输,减少浪费咖啡的特点和接触温度。摩擦系数较高,但减少了各种负载更高的滑动距离1500米,因为更多的耐销和滑动材料因为快速传输电影是形成和湮灭。常数表面平滑度也在相当大的斜距的措施之间的身体接触的表面相互作用的摩擦系数。填充材料确保必要的摩擦系数。木薯壳扩张估计10%的样品提供了更好的耐磨性,很少颤抖的阻力,从而降低材料去除的反事实的冲刷区。加入解放军的例子显示一个稳定的摩擦系数的增加负载。复合样品W4摩擦系数低于W1, W2, W3和W5。 The 12% filler W4 sample has a low wear ratio and the necessary friction value coefficient. The strength of the connection helps to reduce the material extraction volume. The PLA effectively provides this bonding strength between the fibres and the fillers, leading to the required friction coefficient value.
因此,很明显,W4复合试样具有良好的摩擦系数得到的其他复合样品W1, W2, W3和W5。这个例子给你更多优秀的耐磨性如果解放军,纤维和填料包括在必要的矩阵。中国人民解放军内容确保纤维和填料具有约束力和界面连接,使其更好地为中国人民解放军添加示例W4腰果。
4所示。结论
聚乳酸(PLA)聚合物复合材料已经成功地利用双螺杆挤压和热注塑技术制造玻璃纤维/ nanogranite粉。复合粉的密度逐渐增加nanogranite和纤维加强玻璃纤维增加了3% ~ 15% wt wt nanogranite粉和4%到8%。结果表明,解放军与玻璃纤维增强聚合物复合材料磨损行为/ nanogranite粉改善通过增加钢筋比例,增加强化人民解放军矩阵最优。较低的磨损率和摩擦系数四个玻璃纤维/ nanogranite增强粉聚乳酸聚合物复合材料7 wt. nanogranite粉强化和12 wt.百分比%玻璃纤维强化。有磨损和摩擦系数的增加超出了7 wt. nanogranite粉和12 wt.百分比%玻璃纤维。磨损试验结果表明,聚乳酸聚合物复合材料的耐磨性标本的花岗岩粉末增加了钢筋数量提高到一个最优的加固材料,解放军矩阵。最具影响力的因素具体磨损和摩擦系数被发现在一个负载45 N和1500米。
数据可用性
使用的数据来支持本研究的结果包括在本文中。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突有关这篇文章的出版。
确认
作者感谢Sathyabama研究所科技、钦奈,和Sri Sairam工程学院,钦奈,提供设备支持来完成这个研究工作。