Page 60 - 摩擦学学报2025年第8期

1158 摩擦学学报（中英文） 第 45 卷

加后降低的趋势，在10 MPa时，复合材料磨损率均达 出现，但其摩擦表面较为光滑，SCF与PEI/PEEK复合
到最大(3SCF/PEI/PEEK和5SCF/PEI/PEEK)，最大磨 材料结合效果较好且均凸出聚合物基体表面，同时
损率与该条件下SCF的脱粘失效以及形成的转移膜不 SCF明显减薄，这有效降低了聚合物复合材料的磨损
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完整有关 . 但是当SCF质量分数为10%时，磨损率受 率. 在金属对偶表面不但发现了与复合材料相匹配的
载荷的影响不明显. 当SCF含量增加到15%时，磨损率 划痕，同时在复合材料SCF所在的凸起区域与之所对
受载荷影响较大. 其中，在10 MPa时，磨损率为9.43× 应的对偶转移膜分布薄且均匀，大大提高了复合材料
−7
3
10 mm /(N·m)，相比该含量在5 MPa下的磨损率降低 的摩擦学性能. 相比较于2 MPa，在5 MPa下，30PEI/
了36.58%. 当载荷一定时，随着SCF含量的不断增加， 70PEEK摩擦表面较为光滑，但其表面有较多摩擦碎
复合材料的磨损率呈现逐渐降低的趋势. 其中，载荷 屑黏附在其上，同时伴随有较深的犁沟出现，有部分
为2和5 MPa时，相较于PEI/PEEK，SCF的添加大幅度 磨屑经过反复碾压附着在犁沟之上，进而导致了复合材
降低了复合材料的磨损率，其中2 MPa时添加3%SCF 料较高的磨损率. 相比较于30PEI/70PEEK，发现5SCF/
和5 MPa时添加5%SCF的复合材料的磨损率相对于 PEI/PEEK摩擦表面划痕较多，部分SCF与基体之间的
PEI/PEEK分别降低了82.4%和92.28%. 结合较差，二者之间有明显的空隙，但是磨损面上的

图 9所 示 为 2 MPa下 30PEI/70PEEK和 3SCF/PEI/ SCF大多数凸显于周围的基体之上，起到支承载荷的
PEEK摩擦表面与5 MPa下30PEI/70PEEK和5SCF/PEI/ 作用，有效提高了复合材料的耐磨性. 与此相对应，在
PEEK的摩擦表面的SEM照片. 在2 MPa下，30PEI/ 金属对偶表面发现5SCF/PEI/PEEK所形成的转移膜覆
70PEEK其摩擦表面较为光滑，但是却存在较为明显 盖率较高且较为连续，能够有效减弱聚合物基体和对
的犁沟，在摩擦过程中由于接触界面上磨屑的积聚- 偶的直接接触，同时起到承担载荷的作用，因此能够
排出进而导致了跑合阶段的周期性振荡现象(图6)，到 显著提高复合材料的摩擦学性能.
达稳定阶段后，积聚的磨屑不再被排出摩擦界面，而是 图10所示为不同SCF含量的复合材料在10 MPa
被反复挤压黏附于复合材料磨损表面上，进而使得摩 下的磨损表面及对偶钢环表面形貌的SEM照片. 可以
擦曲线较为平稳. 在该载荷下，相比较于30PEI/70PEEK， 看出，SCF增强复合材料的磨损表面均有凸出的SCF，
发现3SCF/PEI/PEEK摩擦表面有较为宽而深的犁沟 表明SCF比PEI/PEEK基体材料具有更强的耐磨性，尤

(a) (b) (c)

100 μm 100 μm 100 μm

(d) (e) (f)

100 μm 10 μm 100 μm

Fig. 9 SEM micrographs of friction surfaces of composites and their transfer film morphology under different loads:
(a, d) 30PEI/70PEEK friction surfaces at 2 MPa and 5 MPa; (b, e) friction surfaces of 3SCF/PEI/PEEK and 5SCF/PEI/PEEK
at 2 MPa and 5 MPa; (c, f) 3SCF/PEI/PEEK and 5SCF/PEI/PEEK dyadic surface transfer film at 2 MPa and 5 MPa
图 9 不同载荷下复合材料的摩擦表面及其转移膜形貌的SEM照片：(a, d) 2 和5 MPa下 30PEI/70PEEK摩擦表面；(b, e) 2和
5 MPa下3SCF/PEI/PEEK和5SCF/PEI/PEEK摩擦表面；(c, f) 2和5 MPa下3SCF/PEI/PEEK和5SCF/PEI/PEEK对偶表面转移膜