氮化碳增强聚四氟乙烯摩擦学性能的分子动力学模拟

摘要：

采用分子动力学模拟的方法研究氮化碳(C3N4)对聚四氟乙烯(PTFE)摩擦学性能的影响.首先,建立了纯聚四氟乙烯和氮化碳/聚四氟乙烯复合材料两个无定型模型,优化后分别计算其机械性能.模拟结果显示:加入氮化碳后,聚四氟乙烯的杨氏模量和剪切模量分别提高了218％和141％.然后为了计算摩擦学性能,建立了与铜对摩的摩擦模型,对金属铜层施加一定的载荷和速度进行滑动磨损.模拟结果显示:纯聚四氟乙烯的摩擦系数为0.144,磨损率为27.6％;氮化碳/聚四氟乙烯基体的摩擦系数为0.118,未见明显的磨损.最后通过提取摩擦界面温度、原子运动速度、原子相对浓度、径向分布函数和结合能等数据,从原子尺度揭示了氮化碳对聚四氟乙烯摩擦学性能的作用机制.

关键词：聚四氟乙烯、氮化碳、摩擦、磨损、分子动力学模拟

所属期刊栏目：41

分类号：TB332(工程材料学)

资助基金：国家自然科学基金;固体润滑国家重点实验室开放基金

在线出版日期：2021-06-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：223-229