水潤滑下の熱可塑性ポリウレタンベースのベアリング材料の摩擦特性評価：荷重、スライディング速度、および温度の影響

要約 ポリマーはベアリング用途に広く使用されています。水潤滑のスラストチューブベアリングの場合、熱可塑性ポリウレタン（TPU）ベースの複合材料が、優れた耐摩耗性、耐腐食性、および調整可能な機械的特性のために使用されています。しかし、その摩擦特性は動作条件に依存します。本研究では、TPUをカーボンファイバー、グラフェンプレート、超高分子量ポリエチレン（UHMWPE）とブレンドしました。TPUベースの複合材料を銅対抗面に対して水中で摩擦試験を行い、ベアリングの実際の動作条件を模倣しました。 resulting contactsはほとんどが境界潤滑域にあり、摩擦は接触機械学に起因する微小な凹凸と水潤滑の両方に起因しています。我々の結果は、TPUの粘弾性がその摩擦特性に大きな影響を持つことを示しています。50 °Cでの水潤滑は、スライド中にポリマー表面材料の柔らかさを促進し、摩擦係数と摩耗量の変動を増加させます。これは熱機械的特性が低下することに起因しています。さらに、摩耗した表面にはシャラマッハの波形が観察されます。カーボンファイバー、グラフェンプレート、およびUHMWPEを含むことで、TPUの摩擦特性が大幅に向上します。グラフェン転送層とUHMWPE転送フィルムの形成は摩擦と摩耗を減少させ、カーボンファイバーの添加は機械的特性と荷重支持能力の向上により耐摩耗性を高めます。