颗粒增强聚氨酯复合材料的制备及其冲蚀磨损性能研究

【摘要】： 本论文针对渣浆泵过流件浆体冲蚀磨损工况，在总结现有浆体冲蚀磨损试验机优缺点以及考虑制造成本的基础上，设计制造了一部用于模拟浆体冲蚀磨损工况的试验装置。经过实验验证表明，该冲蚀磨损试验机供浆稳定，磨损数据重现性较好，是较为可靠的研究浆体冲蚀磨损的试验装置，适合于进行耐磨材料对比选择以及浆体冲蚀磨损机理的研究。 论文分别制备了Al_2O_3颗粒及白碳黑增强的聚氨酯复合材料，考查了填料种类、填料体积分数、偶联剂种类对聚氨酯复合材料力学性能及冲蚀磨损性能的影响。 力学性能测试结果表明，填料的加入在一定程度上降低了聚氨酯弹性体基体的拉伸强度及断裂伸长率，而使硬度有所升高；经过偶联剂KH550处理的Al_2O_3颗粒增强复合材料拉伸强度及断裂伸长率比KH560偶联剂处理的要高。 在自制的浆体冲蚀磨损试验机上对聚氨酯复合材料进行了冲蚀磨损试验。试验结果表明，聚氨酯复合材料的冲蚀磨损性能随白碳黑体积分数的增大而降低，随Al_2O_3颗粒体积分数的增大先升高而后降低；经过偶联剂KH550处理的Al_2O_3颗粒增强复合材料耐磨性比经过KH560处理的复合材料高；经过偶联剂KH550处理的Al_2O_3颗粒增强复合材料在体积分数为15％时具有最佳的冲蚀磨损性能。 通过磨损形貌的分析，论文对聚氨酯复合材料磨损失效的机理进行了初步探讨，同时对Al_2O_3颗粒增强聚氨酯复合材料的经济性进行了分析。