POLYMER COMPOSITES 上海交通大学陈海棠|预压缩PTFE/Nomex织物/酚醛复合材料的摩擦学各向异性和磨损机制

本文研究了预压缩处理对PTFE/Nomex织物/酚醛复合材料摩擦学性能的影响。背景方面，编织复合材料因其优异的摩擦学性能被广泛应用，但其固有的摩擦与磨损各向异性是制约其在多向滑动工况下实现长寿命与高可靠性的核心瓶颈。研究目的在于探索利用“预压缩”这一机械后处理手段，主动调控复合材料的微观结构，从而抑制其摩擦学各向异性。结论表明，适度的预压缩（4.3%–6.5%）能使纤维重排致密、树脂分布均匀，促进形成连续稳定的PTFE摩擦保护膜，从而将经纬方向的磨损深度差异从81%大幅降至1.1%，基本消除各向异性，磨损机制转变为温和的均匀膜层磨损。然而，过度压缩（如8.9%）会导致树脂过度挤出和PTFE纤维微损伤，破坏连续摩擦膜的形成，使磨损机制恶化为磨粒磨损，增加磨损量。该研究为通过优化成型后处理工艺来提升复合材料部件在多向滑动工况下的服役性能提供了理论与工艺指导。