环氧树脂复合耐磨涂层研究(4)
（1） 涂层的主要成分是高分子合成材料，其硬度较低。同时，涂层高分子材料所组成的网络内部填满了固体润滑剂以及各种高性能的耐磨材料，当它在金属表面滑动时，图层中的固体润滑材料逐步转移并附着到金属表面上，形成了光滑的摩擦配合面。因此，金属摩擦面几乎不发生磨损。
（2） 嵌入性好，由于涂层硬度低，偶尔进入摩擦界面的硬质粒子（如灰尘，杂质等）可以镶嵌入涂层中，从而能避免或减少金属摩擦面的拉伤。
（3） 不同种类材料之间不容易发生咬焊和粘着。
1.3.4 涂层附着力的作用机理
环氧树脂分子结构中含有的醚键（—O—）和羟基（—OH）（也包括环氧树脂与胺类固化剂固化后所生成的醚键和羟基）都是强极性基团，这些基团可以使环氧树脂分子与基板表面，特别是与金属表面之间产生很强的附着力[17]。
1.4复合耐磨涂层的失效
耐磨涂层在经过了一定的使用时间后会出现剥落等失效现象，失效主要有涂层的磨损失效和粘接失效[19]。
1.4.1 磨损失效
磨损失效是耐磨涂层的主要失效形式之一。对于各种类型的涂层，磨损失效机理是各不一样的，但从最主要的方面来看，磨损失效分为两种：一种是由于强度（或刚性）不足而造成的变形磨损，另一种属于脆性破坏对于强度不足造成的变形磨损，在涂层研究上主要采取增强的方法，即在涂层中引入苯环或其它刚性较大的链段，增加聚合物的交联程度、极性基团的含量以及充分利用氢键提高分子间的作用力等；也可通过加入较多的硬质颗粒如粉煤灰、蒙脱土、刚玉、石英或金属粉等来提高刚性。
在以硬质颗粒改善涂层抗磨性的耐磨胶中，填料的种类、大小、形状、级配特性等是影响涂层耐磨性的重要因素。基础胶粘剂对填料的湿润程度、粘结强度是填料能否起到抗磨作用的关键，而填料本身的耐磨性、填料的多少则对涂层的耐磨性有至关重要的影响。
1.4.2 粘接失效
粘结失效是耐磨涂层失效的另一个重要形式。在实际应用中保证涂层不发生脱落是涂层应用成败的关键，可以通过采用高强度的胶粘剂，从树脂的本质上下功夫；对树脂进行改性；增加极性基团的含量；提高粘附力或用偶联剂处理，在基板上涂刷偶联底层或在涂料中添加偶联剂；也可改善涂料的粘度，增加湿润性，通过增韧或添加其它改性剂的方法改变涂层与基板间的应力状态，避免粘接失效。
1.5本课题的选题思路
为了满足工作环境对材料的特殊需求，特别是对于机械工程领域中的运动零部件，赋予其表层优越的耐磨性能，而内层又具备良好的韧性，既满足表面使用性能又可延长其使用寿命，无疑是人们长期追求的目标。采取表面强化及表面改性措施，不仅可以节约大量的原材料，而且可以赋予工件表面层以各种特殊的、作为整体材料难以得到的组织结构与性能，从而取得最优异的耐磨性能和巨大的经济效益。近年来，钢铁材料的表面强化技术发展很快，针对不同需要，可以选择不同的表面强化技术来提高零件在各种类型磨损条件下的耐磨性，以价格较低廉的基板材料制作工件，取代昂贵的合金钢。
高分子材料凭借独特的分子结构特征，在摩擦学性能方面具有一定的优势，如具有自润滑性、可防止爬行现象、可以减震吸音等，因此高分子材料一出现就被广泛用于摩擦件材料并表现出优异的性能。但是，一般的耐腐蚀涂料如过氯乙烯树脂防腐涂料、氯醚树脂涂料等由于所形成的涂层没有足够的机械强度与耐磨性，在受到长时间冲击与机械作用后，会很快磨损，乃至剥落而失去对基材的保护作用，因而只能应用于静态工件上。利用陶瓷粒子改性环氧树脂可以控制材料热膨胀与收缩，降低成本，更重要的是可以提高环氧树脂的韧性和耐磨性。在强韧性良好的高分子基体表面上制备添加陶瓷硬质颗粒的耐磨涂层，可以把高分子材料的高韧性等优点与陶瓷涂层的耐磨、耐热、耐蚀性能有机结合起来，发挥两种材料的综合优势，不仅使环氧树脂的表层具有很好的耐磨性能，还能提高环氧树脂内层的韧性，从而提高粘结强度。形成理想的复合耐磨材料结构。
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