[0027] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例,基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
[0028] 如图1所示。
[0029] 本发明实施例1至6的高耐磨聚四氟乙烯纳米复合材料主要用于旋转型超声电机中的摩擦材料,以下实施例中选用的聚四氟乙烯平均粒径为20μm,购自上海合成树脂研究所;氧化镧(50 nm),氧化钐(40 nm)和氧化铈(100 nm)稀土氧化物购自上海阿拉丁生化科技股份有限公司;氟化石墨烯为高纯度试剂级氟化石墨烯片状粉末,纯度大于99%,表面尺寸为1‑5μm,厚度为0.8‑1.2nm,购自南京吉仓纳米科技有限公司;多壁碳纳米管直径为8‑15nm,长度为10‑50μm,购自中国科学院成都有机化学有限公司。
[0030] 实施例1。
[0031] 一种高耐磨聚四氟乙烯复合材料,各组分的质量份数如下:聚四氟乙烯100g、氟化石墨烯0.5g、多壁碳纳米管0.5g、氧化镧0.1 g。
[0032] 具体制备步骤:
[0033] 1)氟化石墨烯,多壁碳纳米管,氧化镧于丙酮中超声分散30min后,加入聚四氟乙烯粉末,并用球磨机球磨4小时;
[0034] 2)在真空干燥箱中50℃下烘干,粉碎以及过200目筛处理得到混合粉末;
[0035] 3)在20MPa压力下将混合粉末压制成型;成型生胚静置24±2h 后在烧结炉中自由烧结,烧结温度为900±10℃,365±5℃下保温1h,随炉降温,制得高耐磨聚四氟乙烯复合材料。
[0036] 4)将步骤3制成的高耐磨聚四氟乙烯复合材料进行切片、粘贴以及表面处理供超声电机转子使用。
[0037] 本实施例制得的复合材料与磷青铜在1MPa,200r/min条件下对磨时的厚度磨损率为7.5 nm /h,如果超声电机转子摩擦材料的使用寿命按磨损0.15mm计算,使用该摩擦材料时超声电机的使用寿命将超过20000 小时,比传统的摩擦材料使用寿命(大约10000小时)高一倍。
[0038] 实施例2。
[0039] 一种高耐磨聚四氟乙烯复合材料,各组分的质量份数如下:聚四氟乙烯100g、氟化石墨烯1 g、多壁碳纳米管0.5g、氧化镧0.5g。
[0040] 具体制备步骤:
[0041] 1)氟化石墨烯,多壁碳纳米管,氧化镧于丙酮中超声分散30±10min后,加入聚四氟乙烯粉末,并用球磨机球磨4±0.5小时;
[0042] 2)在真空干燥箱中50±10℃下烘干,粉碎以及过200目筛处理得到混合粉末;
[0043] 3)在30MPa压力下将混合粉末压制成型;成型生胚静置24±2h后在烧结炉中自由烧结,烧结温度为900±10℃,365±5℃下保温2h,随炉降温,制得高耐磨聚四氟乙烯复合材料。
[0044] 4)将步骤3制成的高耐磨聚四氟乙烯复合材料进行切片、粘贴以及表面处理供超声电机转子使用。
[0045] 本实施例制得的复合材料与磷青铜在1MPa,200r/min条件下对磨的厚度磨损率为6.2 nm /h,如果超声电机转子摩擦材料的使用寿命按磨损0.15mm计算的话,使用该摩擦材料时超声电机的使用寿命将超过24000 小时。
[0046] 实施例3。
[0047] 一种高耐磨聚四氟乙烯复合材料,各组分的质量份数如下:聚四氟乙烯100g、氟化石墨烯1.5g、多壁碳纳米管1g、氧化镧1g。
[0048] 具体制备步骤:
[0049] 1)氟化石墨烯,多壁碳纳米管,氧化镧于丙酮中超声分散30±10min后,加入聚四氟乙烯粉末,并用球磨机球磨4±0.5小时;
[0050] 2)在真空干燥箱中50±10℃下烘干,粉碎以及过筛处理得到混合粉末;
[0051] 3)在40MPa压力下将混合粉末压制成型;成型生胚静置24±2h后在烧结炉中自由烧结,烧结温度为900±10℃,365±5℃下保温3h,随炉降温,制得高耐磨聚四氟乙烯复合材料。
[0052] 4)将步骤3制成的高耐磨聚四氟乙烯复合材料进行切片、粘贴以及表面处理供超声电机转子使用。
[0053] 本实施例制得的复合材料与磷青铜在1MPa,200r/min条件下对磨的厚度磨损率为5.5 nm /h,如果超声电机转子摩擦材料的使用寿命按磨损0.15mm计算的话,使用该摩擦材料时超声电机的使用寿命将超过27000 小时。
[0054] 实施例4。
[0055] 一种高耐磨聚四氟乙烯复合材料,各组分的质量份数如下:聚四氟乙烯100g、氟化石墨烯2g、多壁碳纳米管1g、氧化镧1g。
[0056] 具体制备步骤:
[0057] 1)氟化石墨烯,多壁碳纳米管,氧化镧于丙酮中超声分散30±10min后,加入聚四氟乙烯粉末,并用球磨机球磨4±0.5小时;
[0058] 2)在真空干燥箱中50±10℃下烘干,粉碎以及过筛处理得到混合粉末;
[0059] 3)在50MPa压力下将混合粉末压制成型;成型生胚静置24h后在烧结炉中自由烧结,烧结温度为900±10℃,在365±5℃下保温4h,随炉降温,制得高耐磨聚四氟乙烯复合材料。
[0060] 4)将步骤3制成的高耐磨聚四氟乙烯复合材料进行切片、粘贴以及表面处理供超声电机转子使用。
[0061] 本实施例制得的复合材料与磷青铜在1MPa,200r/min条件下对磨的厚度磨损率为3 nm /h,如果超声电机转子摩擦材料的使用寿命按磨损0.15mm计算的话,使用该摩擦材料时超声电机的使用寿命将超过50000小时。
[0062] 实施例5。
[0063] 一种高耐磨聚四氟乙烯复合材料,各组分的质量份数如下:聚四氟乙烯100g、氟化石墨烯2g、多壁碳纳米管1g、氧化铈1g。
[0064] 具体制备步骤:
[0065] 1)氟化石墨烯,多壁碳纳米管,氧化镧于丙酮中超声分散30min后,加入聚四氟乙烯粉末,并用球磨机球磨4小时;
[0066] 2)在真空干燥箱中50℃下烘干,粉碎以及过筛处理得到混合粉末;
[0067] 3)在50MPa压力下将混合粉末压制成型;成型生胚静置24h后在烧结炉中自由烧结,烧结温度为900±10℃,在365℃下保温4h,随炉降温,制得复合材料。
[0068] 4)将步骤3制成的聚四氟乙烯纳米复合材料进行切片、粘贴以及表面处理供超声电机转子使用。
[0069] 本实施例制得的复合材料与磷青铜在1MPa,200r/min条件下对磨的厚度磨损率为4 nm /h,如果超声电机转子摩擦材料的使用寿命按磨损0.15mm计算的话,使用该摩擦材料时超声电机的使用寿命将超过37500 小时。
[0070] 实施例6。
[0071] 一种高耐磨聚四氟乙烯复合材料,各组分的质量份数如下:聚四氟乙烯100g、氟化石墨烯2g、多壁碳纳米管1g、氧化钐1g。
[0072] 具体制备步骤:
[0073] 1)氟化石墨烯,多壁碳纳米管,氧化镧于丙酮中超声分散30min后,加入聚四氟乙烯粉末,并用球磨机球磨4小时;
[0074] 2)在真空干燥箱中50℃下烘干,粉碎以及过筛处理得到混合粉末;
[0075] 3)在50MPa压力下将混合粉末压制成型;成型生胚静置24h后在烧结炉中自由烧结,365℃下保温4h,随炉降温,制得复合材料。
[0076] 4)将步骤3制成的聚四氟乙烯纳米复合材料进行切片、粘贴以及表面处理供超声电机转子使用。
[0077] 本实施例制得的复合材料与磷青铜在1MPa,200r/min条件下对磨的厚度磨损率为4.5 nm /h,如果超声电机转子摩擦材料的使用寿命按磨损0.15mm计算的话,使用该摩擦材料时超声电机的使用寿命将超过33000 小时。
[0078] 从附图1中实施例1‑4可以看出,随着氟化石墨烯、多壁碳纳米管和氧化镧添加比例的增加,摩擦材料使用寿命增加,从实施例4‑6对比发现,氧化镧的改性效果最好,氧化铈的次之,氧化钐的最差。
[0079] 以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下还可以做出若干改进,如更换实施例1至9中的稀土氧化物,适当增加球磨时间、增加或减少超声分散时间、调整压制成型压力等,这些改进也应视为本发明的保护范围。
[0080] 本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。