基于粘着摩擦理论的塑料微观摩擦特性研究.pdf

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1、第40卷第8期塑料工业2012年8月CHINAPLASTICSINDUSTRY·85·基于粘着摩擦理论的塑料微观摩擦特性研究木雷帆，温彤，于建明，吴诗仁(重庆大学材料科学与工程学院，重庆400044)摘要：利用纳米压痕仪测试ABS塑料的弹性模量，为了研究塑料材料微观摩擦性能，设计了一套测试制样方案，采用纳米划痕技术实测了ABS塑料的微观摩擦性能，并结合粘着摩擦理论对塑料摩擦特性进行了分析。纳米压痕结果，ABS塑料弹性模量均值约为4．20GPa；纳米划痕结果，弹性接触和塑性接触时摩擦因数分别约为0．1和0．25；对比理论分析和实验结果发现，粘着摩擦理论用于解释塑料材料微观摩擦行为是可行的。关

2、键词：塑料；纳米划痕；摩擦性能；粘着理论中图分类号：TB324文献标识码：A文章编号：1005—5770(2012)08—0085—04ResearchonMicro‘tribologicalPropertiesofPlasticMaterialsBasedonAdhesiveFrictionTheoryLEIFan，WENTong，YUJian。ming，WUShiren(SchoolofMaterialsScienceandEngineering，ChongqingUniversity，Chongqing400044，China)Abstract：Theelasticmodulusof

3、ABSwasmeasuredbynano—indentation．Asetofsamplepreparationmethodsweredesignedtoinvestigatethemicro。tribologicalpropertiesofABSplasticmaterials，andthefric-tionpropertiesofplasticwasanalyzedbasedonadhesivefrictiontheory．Thenano‘indentationstudiesshowedthattheelasticmodulusvaluesforABSwereapproximately

4、4．2GPa．Nano。scratchmeasurementsunderelas—ticandplasticcontactconditionsshowedthatthefrictioncoeficientsofABSwereapproximately0．1and0．25．Bycomparingthetheoreticalanalysiswithexperimentalresults，itdemonstratedthatadhesivefrictiontheorycancapturethemajorfeaturesoftheplastictribologicalbehaviorundermi

5、cro。scale．Keywords：Plastic；Nano‘scratch；FrictionProperties；AdhesiveTheory随着微机械研究的深入和轻量化技术的发展，具较低且速度恒定时，塑料的干摩擦特性可用粘着机理有复杂形状的塑料微构件以其优异的物理和机械性来解释J，鉴于同质材料间相互摩擦更易发生粘着能，逐步代替金属材料在齿轮和轴承等机械领域中已效应，因此，本文作者利用自制的塑料压头取代仪器有应用¨-2]。由于这类微注塑件的整体尺寸仅在毫配备的金刚石压头进行纳米划痕试验，测试了塑料一米甚至微米量级，常规的测试手段如拉伸、扭转等都塑料摩擦副的摩擦特性，并基于粘着理论对实验

6、结果不适用。纳米压／划痕试验是近年来发展起来的针对进行了分析。小载荷、浅压深、微构件的材料力学性能测试方1实验方法法]，有效地突破了此类微细构件力学及摩擦性能1．1试样的制备测试的瓶颈。实验原材料为南京立汉化学有限公司生产的牌号塑料作为工程材料的应用日益广泛，其中的摩擦为$702G的ABS塑料，纳米划痕技术对被测材料表学问题也日益突出，塑料摩擦学相关问题已成为摩擦面光洁度的要求较高，实验前须对ABS颗粒进行预学和高分子科学研究的一个重要方向。由于粘着理论处理，其过程如下：在30℃的烘箱中把ABS样品烘在金属摩擦学中占据着优越的地位，相关的研究已经干，取少量待测颗粒与酚醛树脂混合均匀。置入镶

7、嵌相当深入，并已为大量实验与工程实例所证实-5]。机中成型，将成型好的试件在抛光机上依次用200、然而，对于塑料粘着的研究和讨论还不够充分，还不400、600和1000目的金相砂纸打磨，打磨好的试件足以作出一般性的定论，相关研究表明，在滑动速度在MDP’1型抛光机上进行抛光处理(选用粒度为3重庆市自然科学基金资助项目(cSTc2009BB4186)作者简介：雷帆，男，1987年生，硕士，主要从事材料成型方面的研究。lfy