第十五届全国表面工程青年学术会议

纸基摩擦材料因其良好的摩擦学性能、成本效益和易于加工等优点，在湿式离合器和制动器中得到广泛应用。然而，随着工作条件日益严苛，对纸基摩擦材料的性能要求也越来越高，传统的纸基摩擦材料在热稳定性、机械强度和耐磨性方面急需提升。氧化铝作为一种常见的陶瓷材料，以其高硬度、优异的耐磨性和良好的热稳定性非常有望提升纸基摩擦材料的综合性能。为了研究氧化铝颗粒粒径对纸基摩擦材料热性能、力学性能和摩擦学性能的影响，采用造纸工艺制备了3种含不同粒径的氧化铝颗粒的纸基摩擦材料。实验结果表明，粒径为45μm的氧化铝颗粒由于颗粒团聚作用导致拉伸强度下降，而粒径为90μm和150μm的氧化铝颗粒的加入提升了纸基摩擦材料的拉伸强度，其中含粒径为150μm的氧化铝颗粒的纸基摩擦材料的拉伸强度达到37.11Mpa，相较于空白样的26.34Mpa提升40.9%。热学测试表明，加入粒径为45μm及90μm的氧化铝颗粒使纸基摩擦材料导热性能降低，而含粒径为150μm的氧化铝颗粒的纸基摩擦材料相较于空白样导热性能增强，热稳定性最好。在干摩擦条件下，含有粒径为45μm的氧化铝颗粒的纸基摩擦材料在不同载荷下的摩擦系数的变化较大，以磨粒磨损机制为主导。含有粒径为150μm的氧化铝颗粒的纸基摩擦材料具有最佳的摩擦稳定性，在高载荷情况下，其磨损率相较于空白样降低70%。湿式摩擦学测试表明，含粒径为90μm的氧化铝颗粒的纸基摩擦材料在不同载荷下的摩擦系数变化最小，氧化铝颗粒能够填充在磨损形成的凹坑中来修复摩擦膜，避免了进一步的磨损。

氧化铝；摩擦稳定性；纸基摩擦材料；磨损机制；摩擦膜