纳米二维黑磷的PTFE薄膜涂层的制备及其摩擦性能研究

摘要

采用旋涂法在7050铝合金表面制备了内含0、1.3％、3.8％纳米二维黑磷的聚四氟乙烯(PTFE)薄膜涂层.选择载荷为1 N(接触压力为501 MPa)、2 Hz频率和5.3mm滑动行程条件下(平均线速度为21.2mm/s),使用球-盘摩擦仪进行摩擦磨损试验.利用环境扫描电镜(ESEM)和三维白光显微镜分别对涂层磨痕形貌和磨损率进行表征.黑磷含量为1.3％和3.8％的PTFE涂层的摩擦系数(COF)分别降低了23％(COF:0.079)和27％(COF:0.074),其磨损率分别从2.554×10-4 mm3 N-1 m-1降至0.758×10-4 mm3 N-1 m-1(降低70.3％)和0.156×10-4 mm3 N-1 m-1(降低93.8％).结果表明,纳米黑磷材料与PTFE的复合膜不仅具有较好的润滑作用,而且能有效提高PTFE的耐磨性.