纳米碳纤维的高效分散及其对纸基摩擦材料性能的影响OA北大核心

本研究通过添加表面活性剂并结合超声分散的方式实现了纳米碳纤维(CNFs)在水体系中的稳定分散,探究了分散剂种类及含量、CNFs质量分数、超声条件对分散稳定性的影响。CNFs最佳分散条件为:羧甲基纤维素钠(CMC)质量分数7.5%(相对于CNFs质量),CNFs质量分数0.7%,超声输出振幅强度40%,超声时间20 min。随后将CNFs分散液与增强纤维等原料共混制备湿式纸基摩擦材料,探究了CNFs质量分数对材料表面形貌、孔隙结构、洛氏硬度值、抗张指数、导热性能及摩擦磨损性能的影响。结果表明,添加CNFs可有效消除纸基摩擦材料两面匀度差,增加表面粗糙度。当CNFs质量分数为4%时,相对于未添加CNFs的试样,纸基摩擦材料的法向导热系数提高了8.5%,平面导热系数提高了9.1%;在2.96 MPa压力下平均动摩擦因数提高了20%,有效提高了摩擦因数稳定性;动/静摩擦因数比达0.82,磨损率为0.92×10^(-7) m^(3)/(N·m),较未添加CNFs的样品减少了58%,增强效果最佳。