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发表时间:2019-10-29 00:00

摩擦材料在运动机械和装备中起传动、制动、减速、驻车等作用,广泛应用于汽车、火车、飞机、矿山、冶金、化工、电力、工程机械等,其中在汽车工业消耗量占80%以上

摩擦材料是典型的复合材料,通常由粘结组分(橡胶或树脂材料)、增强组分(有机或无机纤维)和填料组分(以矿物粉体为主)组成,其中矿物类原料既可发挥增强功能,也可起填料作用,且占比最大,对摩擦材料的性能以及使用效能的影响也最显著,是摩擦工程领域重点关注的对象。

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摩擦材料中使用的减阻(减摩)矿物填料主要是具有层状结构、硬度较低的矿物,如石墨、辉钼矿(MoS2)、滑石、蛇纹石和类水滑石等。其中,石墨、辉钼矿、滑石已得到广泛应用,而蛇纹石和类水滑石是极具应用前景的矿物减摩材料。

石墨

石墨是碳的结晶矿物之一。层状结构,结构层由碳原子组成六方环,层内碳原子之间以共价键结合(强键),层之间以分子键为主(弱键),这决定了其矿物呈片状形态和较低的硬度等特点。

石墨的摩擦系数在润滑介质中<0.1,且鳞片越大,摩擦系数越小,润滑性能越好。将石墨与Sb2S3搭配用作万博|备用官网片材料,摩擦稳定性会明显提高。

滑石

滑石作为摩擦材料中的填料,能够很好地吸附树脂(与树脂具有良好的结合能力),可以提高块状摩擦材料的强度,并具有明显的减磨作用。但在970℃左右,滑石发生分解反应,生成3MgSiO4和SiO2混合体,可以提高摩擦材料的强度和硬度,表现出良好的增强、增阻作用。

辉钼矿

辉钼矿是层状结构硫化物矿物。常温下,辉钼矿的剪切强度极低,摩擦系数低(0.03~0.15)。温度高于350℃(空气中)时,辉钼矿将发生如下氧化反应,形成MoS3,并放出SO2气体,质量损失率达20%,且摩擦系数升高。在惰性气体保护下或真空中,辉钼矿的摩擦系数开始明显变大。因此,辉钼矿常被用作高温摩擦调节剂,但其价格高,多用于高档摩擦材料制品中。

叶蛇纹石

叶蛇纹石是含羟基的层状结构硅酸盐矿物。叶蛇纹石纳米层状结构以及弱的层间结合力,使其表现出良好的润滑性能。它在高温下的相变产物(镁橄榄石和顽辉石)具有高硬度和较高强度。高温相变产生SiO2也对提高摩擦材料的强度具有促进作用。因此,叶蛇纹石作为摩擦材料在低温和高温阶段都有良好表现,是优良的摩擦调节剂。同时,叶蛇纹石的硬度又明显高于石墨、滑石、辉钼矿等,其增强、减摩效果更好。

类水滑石

类水滑石,又称类水滑石化合物或层状双金属氢氧化物,是一种由带正电荷的金属氢氧化物层板和层间填充带负电荷的阴离子构成的层状化合物,具有强的吸附能力和结构记忆性能,作为催化材料、离子交换材料、吸附材料和环境材料等具有显著的应用价值。

近年来,类水滑石作为减摩材料的研究受到高度重视,陆续开展了Mg-Al类水滑石、Co-Al类水滑石、Cu-Mg-Al类水滑石以及Ni-Mg-Al类水滑石减摩材料制备工艺及其摩擦性能评价,发现它们可以显著降低Fe基摩擦副的摩擦系数、磨损和表面温度。


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