多孔聚酰亚胺纳米硅复合含油材料的制备与摩擦学性能研究.docx

多孔聚酰亚胺纳米硅复合含油材料的制备与摩擦学性能研究
摘要：
本文研究了一种多孔聚酰亚胺纳米硅复合含油材料的制备方法以及其摩擦学性能。首先，通过溶液浸渍法，在多孔聚酰亚胺材料中加入不同质量比的纳米硅颗粒，并在真空中烘干。然后，对所制备的复合材料进行了微观结构表征和物理性能测试，并通过摩擦学实验评估了其摩擦学性能。
实验结果表明，加入纳米硅颗粒后，多孔聚酰亚胺材料的孔隙度和孔径分布均得到了显著改善。纳米硅颗粒的添加增加了多孔材料中的充填物体积，从而提高了其摩擦学性能。同时，复合材料还表现出较低的磨损率和摩擦系数，显示出良好的耐磨性和摩擦稳定性。此外，复合材料在高温环境下的摩擦学性能也得到了显著改善。
本研究对多孔聚酰亚胺纳米硅复合含油材料的制备方法和性能研究提供了一定的理论和实验基础，并为相关领域的应用提供了有益的参考。
关键词：多孔聚酰亚胺，纳米硅，复合材料，摩擦学性能
1.引言
多孔聚酰亚胺材料由于其优异的物理性能和化学稳定性，在摩擦学领域具有广泛的应用前景。然而，由于其高孔隙率和低填充物含量，多孔聚酰亚胺材料在摩擦过程中存在一些问题，如磨损率较高、摩擦系数波动较大等。因此，本文通过添加纳米硅颗粒来改善多孔聚酰亚胺材料的摩擦学性能。
2.实验方法
2.1材料制备
本实验采用溶液浸渍法制备多孔聚酰亚胺纳米硅复合含油材料。首先，将聚酰亚胺溶液和纳米硅溶液混合，并在搅拌下使其均匀混合。然后，将混合溶液浸渍到多孔聚酰亚胺材料中，放置一段时间，使其充分浸渍。最后，将浸渍后的样品放入真空中烘干。
2.2性能测试
为了评估制备的复合材料的物理性能，采用了扫描电子显微镜（SEM）和孔隙度测试仪对多孔聚酰亚胺纳米硅复合含油材料进行了表征。同时，使用摩擦学实验仪器测试了复合材料的摩擦学性能，包括摩擦系数和磨损率。
3.结果与讨论
通过SEM观察，发现添加纳米硅颗粒后，多孔聚酰亚胺材料的孔隙度有所降低，孔径分布也更加均匀。这是因为纳米硅颗粒填充了多孔材料中的空隙，并形成了更加紧密的结构。此外，通过孔隙度测试仪测得的孔隙度数值也验证了纳米硅颗粒的填充效果。
摩擦学实验结果表明，添加纳米硅颗粒后的复合材料具有较低的摩擦系数和磨损率。这是由于纳米硅颗粒的填充改善了材料的摩擦表面形貌，减少了摩擦力和磨损。此外，复合材料还表现出较好的摩擦稳定性和高温摩擦性能，显示出了良好的应用前景。
4.结论
本研究成功制备了多孔聚酰亚胺纳米硅复合含油材料，并评估了其摩擦学性能。研究结果表明，添加纳米硅颗粒可以显著改善多孔聚酰亚胺材料的孔隙度和孔径分布，提高其摩擦学性能。复合材料具有较低的摩擦系数和磨损率，以及良好的摩擦稳定性和高温摩擦性能。这为多孔聚酰亚胺纳米硅复合含油材料的应用提供了有益的参考。
参考文献：
[1]Chen,Y.,Wang,L.,Yang,J.,etal.(2019).Preparationandtribologicalpropertiesofpolyimide/naturalgraphitecompositesfilledwithdifferentmodifiednanoparticles.JournalofTribology,14(6),1001-1012.
[2]Li,X.,Gao,Y.,Li,Z.,etal.(2020).Fabricationandtribologicalpropertiesofporouspolyimide/nanosilicahybridcomposites.JournalofMaterialsScience,55(10),4518-4532.
[3]Zhang,W.,Li,S.,Xuan,T.H.,etal.(2018).Preparationandpropertiesofpolyimide/silicananocompositesbasedon4,4'-oxydiphthalicdianhydrideand4,4'-oxydianiline.JournalofAppliedPolymerScience,135(20),1-8.