检索结果-南通市图书馆

作者：邓联谱湖南大学

学位级别：硕士

树脂炭刷的载流磨损行为是多因素耦合作用下的摩擦学问题,现有对改善树脂炭刷性能的研究主要依赖于传统材料的优化和传统工艺的改进,新材料的开发和应用明显滞后,鲜有新材料在炭刷材料中的作用机理及作用模型的研究,石墨烯作为热门新型... 详细信息

树脂炭刷的载流磨损行为是多因素耦合作用下的摩擦学问题,现有对改善树脂炭刷性能的研究主要依赖于传统材料的优化和传统工艺的改进,新材料的开发和应用明显滞后,鲜有新材料在炭刷材料中的作用机理及作用模型的研究,石墨烯作为热门新型炭材料在电接触摩擦材料领域具有广泛的应用前景。针对现有树脂炭刷配方设计很难兼具耐磨以及与摩擦副匹配的性能,从而难以对磨损面进行合理调控的问题。本文基于ZnCl2、MOS2和PTFE等传统原材料对炭刷磨损行为及磨损模型的研究,深入研究探讨了不同石墨烯混合改性方式及其含量对树脂炭刷材料载流磨损性能的影响,开展了对石墨烯改性树脂炭刷磨损机理的研究。主要研究结论如下：(1)对ZnCl2、MoS2PTFE三种添加剂对树脂炭刷的性能影响和磨损机理进行了研究。研究表明,ZnCl2、MoS2和PTFE三种添加剂的最佳含量分别为2wt%、1wt%和1wt%;ZnCl2添加树脂炭刷难以形成稳定的润滑膜,磨粒磨损较为严重,磨损面受热蒸发产生的水蒸汽,ZnCl2反应生成Zn和C12及其氧化物在摩擦副间隙共同组成的抑弧阻燃气体是其主要抑弧机制;MoS2添加树脂炭刷中的MoS2与石墨产生润滑协同效应,有效填补磨损剥离坑,但是MoS2与石墨界面相容性差也会导致大片的磨屑脱落;PTFE添加树脂炭刷磨损面平整光滑,其在磨损面形成的稳定润滑膜是降低炭刷磨损的主要原因。(2)研究了直接混合改性法、液态混合改性法和浸渍石墨烯分散液三种不同石墨烯改性制备工艺对炭刷载流磨损性能的影响。研究表明,直接混合改性法制备炭刷磨损率随石墨烯含量增加而降低,当石墨烯添加量为2wt%时,炭刷磨损率降低约28%;液态混合改性制备炭刷的石墨烯最佳含量为1wt%,此时炭刷磨损率降低约38%;采用浸渍石墨烯酒精分散液改性对炭刷材料载流磨损率影响不大,浸渍石墨烯酒精树脂分散液制备的炭刷材料的磨损率降低约30%。(3)对直接混合改性法、液态混合改性法和浸渍石墨烯分散液三种不同石墨烯改性工艺制备炭刷的磨损机理进行了分析。研究表明,石墨烯直接混合改性的主要作用机制为对树脂炭刷的增强作用和润滑作用,强度的提高减少了磨屑产生的机率,石墨烯的润滑作用促进磨损面润滑膜的形成,改善了摩擦副之间的匹配,降低磨损;石墨烯液态混合改性法的主要作用机制为对树脂炭刷的增韧作用,提高增强了磨损面抵抗机械磨损的能力,基本上避免了磨屑的产生,能够对磨损面进行主动调整,减少电刷磨损火星飞絮,降低磨损;真空浸渍石墨烯酒精树脂分散液的炭刷材料中,石墨烯被有效的固定在磨损表面,其作用机制与采用液态混合改性法制备的炭刷材料类似,在载流磨损过程中,石墨烯作为韧性减摩材料,不易从磨损面脱落,直接参与磨损,极大的提高了摩擦副匹配程度,减少磨屑产生,降低磨损。

关键词：树脂炭刷石墨烯载流磨损减摩抗磨磨损机理

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石墨烯改性方法对树脂基炭刷载流磨损性能影响研究

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炭素 2016年第4期 19-27,42页

作者：宋腾辉涂川俊邓联谱熊建林冯鹏洋张剑宇湖南大学材料科学与工程学院长沙410082 长沙奥博碳制品有限公司长沙410152

本文采用直接混合和液态混合两种不同工艺制备了石墨烯改性树脂基炭刷材料,对炭刷材料进行物理性能和载流磨损性能测试,采用SEM、EDS等方法对炭刷材料磨损面形貌及成分进行表征。结果表明:石墨烯的加入能够有效的提高炭刷材料的抗磨性能... 详细信息

本文采用直接混合和液态混合两种不同工艺制备了石墨烯改性树脂基炭刷材料,对炭刷材料进行物理性能和载流磨损性能测试,采用SEM、EDS等方法对炭刷材料磨损面形貌及成分进行表征。结果表明:石墨烯的加入能够有效的提高炭刷材料的抗磨性能,采用直接混合2wt%石墨烯和液态混合1wt%石墨烯制备炭刷材料载流磨损率分别降低28/和38%。直接混合法加入石墨烯提高了炭刷强度,减少了磨屑的产生,石墨烯能够调节炭刷磨损面,提高炭刷材料的润滑性能,降低磨抿液态混合法加入石墨烯增强了炭刷材料的韧性,有助于炭刷表面复合润滑膜的形成,避免了磨屑产生,有效降低磨损。

关键词：石墨烯树脂炭刷载流磨损减磨抗磨

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