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摘要
目的提高环氧树脂的耐磨性和改善其力学性能，探究纳米氧化铝掺杂酚醛/环氧复合材料的摩擦磨损行为并揭示其减磨耐磨机制。方法以酚醛树脂（PF）改性环氧树脂（EP）为聚合物基体，将改性的纳米氧化铝(Nano-Al2O3)掺杂其中，制备不同配比的Nano-Al2O3掺杂PF/EP聚合物基复合材料。利用红外光谱仪（FTIR）对复合材料进行化学结构表征；通过泰伯磨损实验和硬度分析，对比不同含量Nano-Al2O3掺杂对PF/EP基复合材料的耐磨性能的影响；借助扫描电镜（SEM）分析复合材料的断面形貌和磨损表面，探究复合材料的磨损机理和减磨耐磨机制。结果FTIR测定证实了硅烷成功改性Nano-Al2O3，并参与到PF与EP的固化反应中；硬度分析及磨损实验表明，硅烷改性Nano-Al2O3和PF的加入都提高了复合材料的硬度和耐磨性。与纯EP相比，酚醛含量30wt%，掺杂3wt%Nano-Al2O3的复合材料泰伯磨损指数最低，硬度提高了86%，磨损失重降低了38.7%。SEM显示Nano-Al2O3与PF/EP聚合物基体结合良好，断裂面产生的银条纹和分散均匀的Nano-Al2O3提高了复合材料的韧性和致密性。掺杂Nano-Al2O3后的复合材料，其磨损面更平整，磨损机理主要为粘着磨损；复合材料基体中的Nano-Al2O3和PF通过提高刚度和承载能力改善了磨损性能。另一方面，Nano-Al2O3形成的润滑膜和聚合物自润滑特性提高了复合材料的耐磨性能。结论优异的摩擦学性能归因于较强的显微硬度和润滑膜的协同作用。
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