润滑与密封

作者：王妍，汤赫男，赵晶，王世杰，张潜

单位：沈阳工业大学机械工程学院,,沈阳工业大学机械工程学院,,沈阳工业大学机械工程学院,,沈阳工业大学机械工程学院,,沈阳工业大学机械工程学院,

关键词：聚四氟乙烯;聚醚醚酮;分子动力学;复合材料;摩擦学性能

基金：辽宁省教育厅基本科研项目（面上项目）（LJKMZ20220458）

采用分子动力学的模拟研究方法，建立不同质量比的聚醚醚酮（PEEK）填充聚四氟乙烯（PTFE）复合材料的无定型模型（PEEK质量分数分别为5%、10%、15%、20%），对模型进行几何优化和动力学优化，并构建PEEK/PTFE复合材料与Fe摩擦副对摩模型。模拟分析结果显示：质量分数10% PEEK填充的PEEK/PTFE复合材料的耐磨特性最佳，其磨损率与PTFE材料相比降低了26.44%，且减摩特性保持良好。通过分析摩擦界面处的结合能可以得出，在纯PTFE基材中加入PEEK可有效降低摩擦界面处的结合能，降低PTFE与对偶面的相互作用，从而降低磨损。通过分析摩擦界面处的原子含量、径向分布函数以及自由体积分数可以得出，质量分数为10%的PEEK/PTFE复合材料的PEEK和PTFE分子链分布更加均匀；然而PEEK质量分数过高时，晶胞内易出现不均匀变形和应力集中现象，使得PTFE分子在摩擦过程中更易出现脱落现象，耐磨性降低。研究结果从原子尺度揭示了PEEK对PTFE材料摩擦学性能的作用机制，从微观视域揭示了PEEK填充PTFE的增强机制，为研发新型PTFE基复合材料提供理论参考。

来源：2024年第8期

《润滑与密封》期刊编辑部

查看润滑与密封杂志2024年第8期