本書是作者在多年從事聚合物材料摩擦學(xué)研究的基礎(chǔ)上,歸納、總結(jié)的近年來其課題組在聚酰亞胺摩擦學(xué)方面的研究成果。全書共5章,首先介紹了聚酰亞胺的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計、結(jié)構(gòu)與摩擦學(xué)性能的關(guān)系及其摩擦學(xué)改性方面的研究進展,然后分別闡述了熱塑性和熱固性聚酰亞胺及其復(fù)合材料的摩擦磨損性能和機理,接著探討了極端條件下聚酰亞胺的摩擦磨損性能,最后從聚酰亞胺復(fù)合材料-金屬摩擦界面的物理、化學(xué)作用出發(fā),闡明了對偶表面轉(zhuǎn)移膜的形成在聚酰亞胺復(fù)合材料摩擦磨損中的關(guān)鍵作用。
本書可作為摩擦學(xué)、材料學(xué)、聚合物材料等相關(guān)研究領(lǐng)域科研人員、技術(shù)人員、研究生和本科生學(xué)習(xí)的參考書,同時對從事聚合物減摩抗磨復(fù)合材料設(shè)計的工程師也有一定的參考價值。
材料學(xué)和摩擦學(xué)的實踐表明,通過分子結(jié)構(gòu)設(shè)計、減摩抗磨組分優(yōu)化,實現(xiàn)聚酰亞胺自潤滑復(fù)合材料的設(shè)計制備是解決特殊工況下運動部件潤滑需求的有效途徑。本書按照聚酰亞胺的成型工藝,系統(tǒng)闡述了熱塑性和熱固性聚酰亞胺及其復(fù)合材料的摩擦磨損行為和機理,并探討了不同工況下接觸界面轉(zhuǎn)移膜的形成和作用機理,旨在為滿足不同服役工況的聚酰亞胺基運動部件材料的設(shè)計提供理論和技術(shù)支持。
本書的研究成果是在作者承擔(dān)的中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(No.XDB0470000)、國家自然科學(xué)基金(No.51475446)、國家自然科學(xué)基金聯(lián)合基金(No.U1630128)、國家重點研發(fā)計劃(No.2017YFB0310703)、中國科學(xué)院前沿科學(xué)重點研究計劃(QYZDJ-SSW-SLH056)、中組部青年千人計劃等項目的支持下取得的。書中的研究內(nèi)容主要是曾經(jīng)在中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所學(xué)習(xí)和工作過的研究生完成的,主要包括張新瑞、王彥明、宋富智、齊慧敏、段春儉、李宋等。本書論述的研究成果離不開他們的辛勤工作和聰明才智。
本書可作為摩擦學(xué)、材料學(xué)、聚合物材料等相關(guān)研究領(lǐng)域的科研人員、技術(shù)人員、工程師及管理人員的參考書,也可以作為高等學(xué)校研究生、本科生學(xué)習(xí)的教材。由于我們的研究工作還不夠深入,對機理的探討也限于當(dāng)下的理論基礎(chǔ)和技術(shù)手段,書中難免存在疏漏和不足之處,希望讀者提出寶貴意見,以便進一步充實和完善我們的研究成果。
王齊華 中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所研究員,博士生導(dǎo)師,國家杰出青年科學(xué)基金獲得者,入選國家第一批萬人計劃科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才、甘肅省拔尖領(lǐng)軍人才,獲得國務(wù)院政府特殊津貼、全國五一勞動獎?wù)、第二屆全國?chuàng)新爭先獎狀等榮譽。主要從事聚合物自潤滑復(fù)合材料摩擦學(xué)、空間環(huán)境材料失效行為,以及苛刻條件下的潤滑材料和密封技術(shù)研究,發(fā)表論文370余篇,獲授權(quán)國家發(fā)明專利140余件。
王廷梅 中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所研究員,博士生導(dǎo)師,主要從事聚合物自潤滑、密封復(fù)合材料的設(shè)計制備及性能研究。先后承擔(dān)或參與完成了包括國家自然科學(xué)基金、民用航天科研項目、973計劃項目、科技部重點研發(fā)項目等在內(nèi)的項目20余項,發(fā)表論文280余篇,獲授權(quán)國家發(fā)明專利100余件。
裴先強 中國科學(xué)院蘭州化學(xué)物理研究所研究員,博士生導(dǎo)師,德國洪堡學(xué)者,主要從事聚合物材料的滑動摩擦磨損、粒子侵蝕磨損及其防護、微觀摩擦磨損等方面的研究工作,發(fā)表論文80余篇。
序
前言
第1章緒論
1.1聚酰亞胺的特點
1.2聚酰亞胺的分類
1.2.1熱塑性聚酰亞胺
1.2.2熱固性聚酰亞胺
1.3耐高溫?zé)峁绦跃埘啺凡牧?br />1.3.1耐高溫?zé)峁绦跃埘啺返姆肿咏Y(jié)構(gòu)設(shè)計
1.3.2苯并咪唑結(jié)構(gòu)調(diào)控聚酰亞胺的耐溫性能
1.3.3熱固性聚酰亞胺復(fù)合材料
1.4聚酰亞胺的分子結(jié)構(gòu)與其摩擦學(xué)性能
1.5聚酰亞胺的摩擦學(xué)改性
1.5.1填充改性熱塑性聚酰亞胺復(fù)合材料的摩擦學(xué)性能
1.5.2填充改性熱固性聚酰亞胺復(fù)合材料的摩擦學(xué)性能
1.6聚酰亞胺摩擦學(xué)研究的發(fā)展方向
參考文獻
第2章熱塑性聚酰亞胺的摩擦磨損性能
2.1不同單體構(gòu)型熱塑性聚酰亞胺的結(jié)構(gòu)設(shè)計及其摩擦磨損性能
2.1.1引言
2.1.2不同單體構(gòu)型熱塑性聚酰亞胺的結(jié)構(gòu)設(shè)計、制備及表征
2.1.3不同單體構(gòu)型熱塑性聚酰亞胺的摩擦磨損性能
2.1.4不同單體構(gòu)型熱塑性聚酰亞胺的磨損率與其機械性能之間的關(guān)系
2.1.5不同單體構(gòu)型熱塑性聚酰亞胺的磨損機理
2.1.6小結(jié)
2.2含苯并咪唑結(jié)構(gòu)熱塑性聚酰亞胺薄膜的摩擦磨損性能
2.2.1引言
2.2.2含苯并咪唑結(jié)構(gòu)熱塑性聚酰亞胺的制備
2.2.3含苯并咪唑結(jié)構(gòu)熱塑性聚酰亞胺的化學(xué)、物理及機械性能
2.2.4含苯并咪唑結(jié)構(gòu)熱塑性聚酰亞胺的摩擦磨損性能2.2.5小結(jié)
2.3短切碳纖維含量及表面處理對碳纖維增強聚酰亞胺摩擦磨損行為的影響
2.3.1引言
2.3.2短切碳纖維含量對聚酰亞胺復(fù)合材料摩擦磨損行為的影響
2.3.3短切碳纖維表面處理對聚酰亞胺復(fù)合材料摩擦磨損行為的影響
2.3.4小結(jié)
2.4短切碳纖維和固體潤滑顆粒復(fù)合填充改性聚酰亞胺的摩擦磨損性能
2.4.1引言
2.4.2短切碳纖維增強、石墨和納米SiO2填充聚酰亞胺復(fù)合材料的摩擦磨損性能
2.4.3小結(jié)
2.5短切碳纖維增強聚酰亞胺納米復(fù)合材料的極限PV值
2.5.1引言
2.5.2聚酰亞胺納米復(fù)合材料的物理、機械性能
2.5.3聚酰亞胺納米復(fù)合材料的摩擦磨損性能
2.5.4小結(jié)
2.6短切玄武巖纖維增強聚酰亞胺復(fù)合材料的摩擦磨損性能
2.6.1引言
2.6.2短切玄武巖纖維含量對聚酰亞胺復(fù)合材料摩擦磨損性能的影響
2.6.3短切玄武巖纖維增強固體潤滑劑填充聚酰亞胺復(fù)合材料的摩擦磨損性能
2.6.4小結(jié)
2.7芳綸纖維增強聚酰亞胺基摩擦材料的組分和表面織構(gòu)設(shè)計及其摩擦磨損性能
2.7.1引言
2.7.2新型摩擦材料的設(shè)計依據(jù)
2.7.3聚酰亞胺基摩擦材料的摩擦磨損性能及其對超聲電動機輸出特性的影響
2.7.4聚酰亞胺基摩擦材料的表面織構(gòu)設(shè)計及其摩擦磨損性能
2.7.5小結(jié)
2.8碳納米管增強聚酰亞胺復(fù)合材料的分子動力學(xué)研究
2.8.1引言
2.8.2分子模型構(gòu)建、優(yōu)化與動力學(xué)平衡
2.8.3摩擦副分子模型構(gòu)建與動力學(xué)平衡
2.8.4碳納米管增強聚酰亞胺復(fù)合材料的微觀摩擦磨損性能
2.8.5小結(jié)
參考文獻
第3章熱固性聚酰亞胺的摩擦磨損性能
3.1不同分子結(jié)構(gòu)熱固性聚酰亞胺的制備及其摩擦磨損性能
3.1.1引言
3.1.2不同結(jié)構(gòu)熱固性聚酰亞胺的制備及其物理、機械性能
3.1.3不同結(jié)構(gòu)熱固性聚酰亞胺的摩擦磨損性能
3.1.4小結(jié)
3.2含苯并咪唑結(jié)構(gòu)熱固性聚酰亞胺的制備及其摩擦磨損性能
3.2.1引言
3.2.2含苯并咪唑結(jié)構(gòu)熱固性聚酰亞胺的制備及其物理、機械性能
3.2.3含苯并咪唑結(jié)構(gòu)熱固性聚酰亞胺的摩擦磨損性能3.2.4小結(jié)
3.3PEPA封端熱固性聚酰亞胺的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計及高溫摩擦磨損性能
3.3.1引言
3.3.2PEPA封端熱固性聚酰亞胺的設(shè)計制備及其熱性能
3.3.3PEPA封端熱固性聚酰亞胺在不同溫度下的摩擦磨損性能
3.3.4小結(jié)
3.4類石墨相氮化碳(g-C3N4)改性聚酰亞胺復(fù)合材料的摩擦磨損性能
3.4.1引言
3.4.2類石墨相氮化碳(g-C3N4)填充聚酰亞胺復(fù)合材料的摩擦磨損性能
3.4.3纖維增強、類石墨相氮化碳(g-C3N4)填充聚酰亞胺自潤滑復(fù)合材料的設(shè)計及其摩擦磨損性能
3.4.4小結(jié)
3.5納米SiO2與類石墨相氮化碳(g-C3N4)對聚酰亞胺自潤滑復(fù)合材料摩擦磨損性能的影響
3.5.1引言
3.5.2芳綸漿粕增強、類石墨相氮化碳(g-C3N4)填充聚酰亞胺復(fù)合材料的摩擦磨損性能
3.5.3小結(jié)
3.6軟金屬Ag-Mo雜化改性聚酰亞胺自潤滑復(fù)合材料的摩擦磨損行為及機理
3.6.1引言
3.6.2軟金屬Ag-Mo雜化改性聚酰亞胺復(fù)合材料的摩擦磨損性能
3.6.3小結(jié)
參考文獻
第4章極端條件下聚酰亞胺的摩擦磨損性能
4.1熱塑性聚酰亞胺合金的制備及其低溫摩擦磨損性能
4.1.1引言
4.1.2熱塑性聚酰亞胺合金及其復(fù)合材料的制備和物理、機械性能
4.1.3熱塑性聚酰亞胺合金在低溫下的摩擦磨損性能
4.1.4石墨與PTFE對熱塑性聚酰亞胺合金低溫摩擦磨損性能的改性作用
4.1.5小結(jié)
4.2低地球軌道原子氧輻照對類石墨相氮化碳(g-C3N4)改性聚酰亞胺復(fù)合材料高溫摩擦磨損性能的影響
4.2.1引言
4.2.2原子氧輻照對固體潤滑劑的影響及其作用機理
4.2.3溫度交變環(huán)境下原子氧輻照g-C3N4改性聚酰亞胺復(fù)合材料的摩擦磨損性能
4.2.4小結(jié)
4.3射線輻照下聚酰亞胺復(fù)合材料的高溫摩擦磨損行為
4.3.1引言
4.3.2射線輻照對聚酰亞胺及其復(fù)合材料物理、化學(xué)性能的影響
4.3.3射線輻照對聚酰亞胺及其復(fù)合材料在不同溫度下摩擦磨損性能的影響
4.3.4小結(jié)
4.4聚酰亞胺復(fù)合材料在極端苛刻條件下的摩擦與磨損機制
4.4.1引言
4.4.2聚酰亞胺復(fù)合材料在不同PV條件下的摩擦
磨損性能
4.4.3小結(jié)
參考文獻
第5章聚酰亞胺復(fù)合材料-金屬摩擦界面的物理、化學(xué)作用
5.1聚酰亞胺復(fù)合材料-硬質(zhì)金屬摩擦界面的物理、化學(xué)作用
5.1.1引言
5.1.2聚酰亞胺復(fù)合材料與不同金屬對摩時的摩擦磨損性能
5.1.3聚酰亞胺復(fù)合材料的磨損機理及轉(zhuǎn)移膜的納米結(jié)構(gòu)和組成
5.1.4小結(jié)
5.2聚酰亞胺復(fù)合材料-鎳鉻硼硅涂層的摩擦界面物理、化學(xué)作用
5.2.1引言
5.2.2MCS35、NiCrBSi與聚酰亞胺復(fù)合材料配副時的摩擦磨損性能
5.2.3常規(guī)聚酰亞胺復(fù)合材料轉(zhuǎn)移膜的結(jié)構(gòu)和組成
5.2.4聚酰亞胺納米復(fù)合材料轉(zhuǎn)移膜的結(jié)構(gòu)和組成
5.2.5小結(jié)
5.3聚酰亞胺復(fù)合材料-輕質(zhì)金屬摩擦界面的物理、化學(xué)作用
5.3.1引言
5.3.2聚酰亞胺復(fù)合材料與鋁合金、銅合金及軸承鋼配副時的摩擦磨損性能
5.3.3低PV條件下聚酰亞胺復(fù)合材料與不同對偶配副時界面的物理、化學(xué)作用
5.3.4中高PV條件下聚酰亞胺復(fù)合材料與不同對偶配副時界面的物理、化學(xué)作用
5.3.5小結(jié)
5.4離子液體表面改性多孔納米顆粒對水潤滑聚酰亞胺復(fù)合材料-不銹鋼配副界面作用的影響
5.4.1引言
5.4.2離子液體表面改性多孔納米SiO2的物理、化學(xué)性能
5.4.3聚酰亞胺復(fù)合材料在水潤滑條件下的界面物理、化學(xué)行為
5.4.4小結(jié)
參考文獻