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納米氮化鋁粉填充聚四氟乙烯復合材料的性能

納米氮化鋁粉具有高比表面積、高硬度、高導熱率、高絕緣性等特點,屬類金剛石氮化物,可穩定到2200℃,室溫強度高,與基體界面相容性好,可提高復合材料的導熱介電性能、力學性能和耐磨損性能。

聚四氟乙烯PTFE俗稱“塑料王”,其分子鏈為線形結構,屬于非極性聚合物,具備好的耐化學腐蝕性和耐高低溫性能,摩擦因數極小,介電性能優良。但其耐磨損性差、耐蠕變性差、承載形變大等缺點,限制了其應用范圍。為提高PTFE的綜合性能,有研究人員一直致力于對其進行改性的研究,以擴大其在各領域中的應用。其中填充無機粉體改性是簡單有效的提高PTFE性能的方法。PTFE的改性填料除了常用的石墨、玻璃纖維、碳纖維、二硫化鉬等以外,使用納米氮化鋁粉填充PTFE也可以獲得良好的效果。

有報道:

1PTFE基體中添加的納米氮化鋁粉起到了成核劑的作用,PTFE/nano-AlN復合材料的結晶度隨著納米氮化鋁含量的增加呈現先增大后減小的趨勢,當含量為2左右時,結晶度出現大值,復合材料的結晶度均大于純PTFE;

2、納米氮化鋁粉加入,提高了材料的綜合力學性能,并且在氮化鋁微粉含量為2時,出現大值,PTFE/nano-AlN復合材料的肖氏硬度(D)、拉伸強度與沖擊強度與純PTFE相比,分別提高了17.7712.865.30

3、加入納米氮化鋁微粉后,PTFE/nano-AlN復合材料的摩擦因數增大,磨損體積呈下降趨勢,在納米氮化鋁粉含量為4時,磨損體積僅為純PTFE1.4,納米氮化鋁粉的加入使PTFE的耐磨損性能提高了2個數量級;

4、純PTFE表現出典型的黏著磨損特征,當納米氮化鋁微粉含量較低時,PTFE/nano-AlN復合材料的磨損機制主要表現為不同程度的黏著磨損與磨粒磨損特征,耐磨損性能提高,當納米氮化鋁含量較高時,磨損表面出現了微小的裂紋。

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