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芳纶颗粒-CaF2协同增强PTFE复合材料的摩擦学性能

随着高技术工业的迅速发展，航空航天、汽车等零部件长期运转于高负载、频繁启停的恶劣工况中，从而对密封零件的服役寿命和可靠性提出了严峻的挑战，因此，发展高性能摩擦副材料具有重要的理论与现实意义。聚四氟乙烯（PTFE）因具有良好的机械强度和高化学稳定性，广泛应用于交通运输和航空航天等领域。然而，纯PTFE作为自润滑材料其力学强度较差，摩擦磨损较为严重，限制了其在工业中的应用。二维材料例如石墨、MoS₂和由于其独特的分子结构有助于在摩擦界面形成润滑层，因此在摩擦学领域获得了广泛的应用。而CaF₂是特殊的层状材料，CaF₂相对柔软且不易磨蚀，尤其是在高温下，其完美的晶体分裂面表明CaF2具有低的剪切强度，是一种潜在的高性能润滑材料。同时芳族聚酰胺颗粒具有较高的承载能力和出色的机械性能。在这项工作中，系统地研究了芳族聚酰胺颗粒和CaF₂协同增强PTFE材料在干燥条件下滑动时对摩擦性能的影响。结果表明，芳族聚酰胺颗粒和CaF₂能够显著降低聚合物复合材料的摩擦系数和磨损率。钢对偶表面形成均匀的保护性杂化转移膜，避免了摩擦副之间的直接接触，提高了系统的润滑效果。