扫描二维码
或点击文末“阅读原文”
可阅读论文
聚四氟乙烯（PTFE）/聚醚醚酮（PEEK）复合材料兼具良好自润滑性、理化稳定性和工艺成熟性，作为活塞环、导向环可进一步提升高压储气动密封单元的可靠性与寿命。然而，复合材料中PTFE组元的机械强度与耐磨性较差，提升PEEK组元占比可降低界面磨损率，但这会大幅提升自润滑系统摩擦系数。如何优化PTFE和PEEK在摩擦界面的空间分布和摩擦膜结构，以此来提升自润滑界面的抗磨损与润滑性能是当前领域的关键问题。
基于经典的Bowden-Tabor摩擦形成理论，固体间摩擦阻力主要由剪切变形和接触粘附两种力学效应决定。在摩擦接触区构筑低剪切强度且稳定存在的摩擦膜可以显著降低摩擦。最近的一系列研究发现，低表面能的PTFE通过摩擦转移在其他高分子材料表面，可以瞬间形成高覆盖率的异质层（HL），其稳定性和润滑效果明显高于PTFE在其他金属表面形成的转移膜。因此，通过在摩擦界面形成PTFE/PEEK异质层结构，并以此提升自润滑界面的抗磨损与润滑性能是一种很好的思路。但目前没有学者对PTFE/PEEK异质层结构进行摩擦学性能研究，其异质层结构形成的物理化学机制和应用研究也尚未开展，所以本论文开展了超低摩擦PTFE/PEEK异质层形成机理与简易应用的研究。
新提出了PTFE/PEEK异质层结构作为润滑界面结构方案；具有该结构的自润滑界面摩擦系数低至0.03、磨损率可达10-8 mm3/(N·m)量级；机理研究发现PTFE/PEEK异质层在摩擦后在界面形成了高-中-低表面能微观梯度结构分布，结合分子动力学阐明了其实现超高耐磨与超低摩擦特性的关键机制。
（1）用于3D打印PEEK部件简易润滑，降低摩擦材料的磨损，提高运动部件的寿命；
（2）用于PEEK密封环、导向环材料减摩抗磨设计，尤其对于黏着磨损比较严重的场合。
孙魏，合肥工业大学助理研究员/博士后。研究领域包括聚合物复合润滑材料设计、能场辅助机械加工与表面表征。
刘小君，合肥工业大学机械工程学院教授、博士研究生导师，曾先后于瑞士洛桑联邦理工学院、德国斯图加特大学以高级访问学者身份开展摩擦学与相关领域研究。研究领域为摩擦学设计、表面形貌效应与先进制造技术。
编辑 | 徐军
审核 | 解国新
期刊简介
Friction（《摩擦（英文）》）是清华大学主办的国内首个摩擦学领域国际学术期刊，旨在发表和出版涵盖接触、摩擦、磨损、润滑、表面粘着和界面科学跨学科的创新性研究论文及专题性综述文章，致力于为国内外摩擦学和表面界面科学领域的学者搭建一流的国际学术交流平台，促进摩擦学在中国和国际学术界之间的交流和发展。其2022年影响因子为6.8，五年影响因子为7.4，位居Q1区。2019年入选“中国科技期刊卓越行动计划”领军期刊（全国共22项），2021年荣获“第五届中国出版政府奖期刊奖提名奖”。2022年变为月刊，年发文量120篇，在Springer平台和SciOpen平台同时完全开放获取出版。
点击“阅读原文”可阅读论文
电话：86-01062781379
传真：86-01062781379
E-Mail: sklt@tsinghua.edu.cn