研究进展：PTFE复合材料类台阶状摩擦转移膜的观察与分析
近日，我所在PTFE基复合材料摩擦转移膜的形貌微结构研究方面取得新进展，相关工作以“Observation and Analysis of the Terrace-Like Structured Transfer Film of SiO2/PTFE Composites”，“Quantitative Characterization of the Transfer Film Morphology of SiO2/PTFE Composite”，“Effect of Different Kinds of Fillers on the Terrace Like Structure of the Transfer Film and the Wear Behavior of the PTFE Based Composites”，“Effect of the Geometric Parameter Difference of Multilayer Structural Transfer Film on the Wear of PTFE-Based Composites”为题在国际摩擦学领域主流期刊《Tribology International》、《Wear》、《Tribology Letters》、《Industrial Lubrication and Tribology》上发表。我所博士研究生张龙肖为第一作者，解挺教授为通讯作者。
研究背景
聚四氟乙烯（PTFE）复合材料摩擦转移膜对于提升其摩擦学性能具有关键作用。定量化得到对PTFE复合材料摩擦学性能贡献最大的转移膜形貌参数有助于进一步探讨转移膜形貌与复合材料摩擦学性能的关系，可为实现高性能PTFE复合材料摩擦学性能的调控奠定基础。然而，目前尚不了解PTFE复合材料摩擦转移膜的形貌细节，特别是转移膜形貌细节如何影响复合材料的摩擦学性能未见报道。
研究思路
聚焦于摩擦转移膜形貌微结构进行深入系统的结构表征研究，发现PTFE复合材料摩擦转移膜类台阶状微观形态，详细表征类台阶状转移膜的层数、层厚度和层覆盖率，探究填料粒径和含量对这些参数的影响并分析类台阶状微观形貌在多类型填料填充的PTFE复合材料转移膜中的广泛性，定量得到与PTFE复合材料关联性最好的转移膜厚度和覆盖率，并建立它们之间的关系方程。
主要贡献
PTFE复合材料摩擦转移膜类台阶状微观形貌以不同层的厚度相等和层覆盖率随着层数的增加逐渐降低为主要特征。填料的含量和粒径对类台阶状微观形貌的单层厚度没有影响，对层数的影响较大。多种类型的填料填充PTFE复合材料的摩擦转移膜均具有类台阶状微观形貌，填料类型的差异对单层厚度的影响较小，对层数的影响较大。总体来看，转移膜的层数、第1层覆盖率越大，顶层覆盖率越小，PTFE复合材料的磨损率越低。
研究意义
研究为完善PTFE复合材料摩擦转移膜的形貌细节提供参考，为实现高性能PTFE复合材料摩擦学性能的可控优化提供一定的基础指导。
文章链接：
https://doi.org/10.1016/j.triboint.2022.107526
https://doi.org/10.1016/j.wear.2021.204047
https://doi.org/10.1007/s11249-023-01708-5
https://doi.org/10.1108/ILT-05-2022-0176
图：PTFE复合材料摩擦转移膜类台阶状微观形貌