改性环氧树脂/酚醛树脂粘结SiC颗粒复合材料的腐蚀磨损性能的研究

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腐蚀磨损现象广泛存在于石油、化工化纤、煤矿和电力等工业领域的机械设备中,是使这些工业部门机械设备和部件失效损坏的主要原因。因此,研究开发新型耐磨材料来提高耐磨件的使用寿命,降低材料和能源消耗,提高经济效益具有非常重要的意义。本实验制备了改性环氧树脂/酚醛树脂粘结SiC颗粒复合材料,通过采用三体腐蚀磨损试验方法,系统的研究了基体树脂、固化剂、偶联剂、增韧剂以及填料颗粒的大小和添加量在酸性、中性以及碱性溶液中,对复合材料的耐腐蚀磨损性能的影响,分析了它们的磨损机制,得出了在酸性、中性以及碱性溶液中胶粘剂具有耐腐蚀磨损性能的最佳配方。研究结果表明:改性环氧树脂粘结SiC颗粒复合材料在各腐蚀介质环境中的耐腐蚀磨损性能依次为:中性>碱性>酸性;改性酚醛树脂粘结SiC颗粒复合材料在各腐蚀介质环境中的耐腐蚀磨损性能依次为:中性>酸性>碱性。固化剂的添加加速了树脂固化交联形成网状结构。T-31加入量分别为胶体的20wt%、35wt%、40wt%时,改性环氧树脂粘结SiC颗粒复合材料依次在中性、碱性和酸性溶液中的腐蚀磨损性能最好;苯磺酰氯的加入量为胶体的11wt%时改性酚醛树脂粘结SiC颗粒复合材料的力学性能和腐蚀磨损性能最好。偶联剂与增韧剂的加入显著提高了树脂的粘结性能。由于偶联剂在酸性和碱性溶液中易发生水解,破坏了与基体树脂的交联,因此在中性环境下,复合材料的耐腐蚀磨损性能最好。聚氨酯加入量对材料的腐蚀磨损性能影响显著:加入量少时,其磨损形貌主要为脆性断裂;加入量多时,主要体现出韧性材料的特点,以疲劳剥落为主。SiC颗粒越大,材料的耐腐蚀磨损性能越好,环氧树脂复合材料中SiC的加入量在67.21wt%,酚醛树脂复合材料中SiC的加入量在65wt%时,“啮合效应”和“粘结效应”相互配合最好,材料的耐磨性能最好。
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