碳纳米管-碳纤维增强二硫化钨/聚酰胺酰亚胺复合涂层摩擦学性能研究

编号：CYYJ043370

篇名：碳纳米管-碳纤维增强二硫化钨/聚酰胺酰亚胺复合涂层摩擦学性能研究

作者：赵鼎元 刘思思 廖君慧 傅兵 刘金刚

关键词： 碳纳米管 碳纤维 二硫化钨 复合涂层 摩擦学性能

机构： 湘潭大学机械工程与力学学院 湖南江滨机器（集团）有限责任公司

摘要： 通过稀土接枝方法将碳纳米管(CNTs)接枝在碳纤维(CF)表面,得到碳纳米管-碳纤维(CNTs-CF)多尺度增强体;以聚酰胺酰亚胺(PAI)为粘结剂,二硫化钨(WS2)为固体润滑填料,制备了二硫化钨/聚酰胺酰亚胺(WS2/PAI)复合涂料.在WS2/PAI复合涂料中添加CNTs-CF,涂覆在铝合金样块表面形成碳纳米管-碳纤维增强二硫化钨/聚酰胺酰亚胺(CNTs-CF/WS2/PAI)复合涂层.采用X射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱(Raman spectra)和扫描电子显微镜(SEM)对CNTs-CF粉末进行表征;采用CFT-Ⅰ型材料表面性能综合测试仪和VH-2000C型超景深三维显微系统测试分析了不同试验条件下CNTs-CF对WS2/PAI复合涂层摩擦学性能的影响.试验表明:在WS2/PAI复合涂层中添加适量CNTs-CF能显著提高涂层材料的结合强度和耐磨性能,并一定程度上改善涂层的润滑效果.当CNTs-CF的质量分数为1.5%时,涂层的耐磨减摩性能最佳,在不同载荷下均表现出较低的摩擦系数和磨损率.CNTs-CF/WS2/PAI复合涂层优异的摩擦学性能主要归因于WS2的润滑作用、稀土Ce的桥接作用和CNTs-CF的增强作用.