摩擦磨损过程中高分子复合材料损坏的特征、机制及预报

本工作以聚醚醚酮及其碳纤维复合材料为对象，分别研究了它们在无润滑旋转滑动摩擦条件下，处于正常工作状态和极限工作状态时的摩擦学特性，利用分形几何定量表征摩擦过程中产生的磨屑的轮廓。研究表明材料的摩擦失效是多种磨损机制共同作用的结果，随着外加载荷的提高，各种磨损机制的贡献比例不同 ，因而导致材料的磨损率出现突增直至损坏；磨屑具有分形特征，通常低载荷下产生的磨屑轮廓的分形维数较小，分布较窄，高载荷下产生的磨屑的分形维数较大，分面较宽；磨屑分形维数随载荷的变化关系与材料磨损率随载荷的变化关系非常相似，并且通过对磨屑和摩擦表面进行热分析能确定摩擦温度及材料结构变化，据此可以对材料摩擦状况实行原位监测 。