杂志上发表的新论文Polymersinvestigates the tribology of carbon fiber reinforced polymer composites (CFRPS,) an emergent material solution to meet the demands of several industries. The work has been conducted by scientists from the Technical University of Cluj-Napoca in Romania.
学习：Experimental Investigation of the Tribological Behaviors of Carbon Fiber Reinforced Polymer Composites under Boundary Lubrication。Image Credit: GO BANANAS DESIGN STUDIO/Shutterstock.com
Carbon Fibers
碳纤维最初是在19世纪中叶生产的，其开发以及二十世纪下半叶的工业应用取得了很大进展。定义为具有至少92％碳含量的纤维，它们具有出色的机械，理化，化学和热性能。
Beneficial properties of carbon fibers include their superior tensile and flexural properties, low density, and high chemical and thermal stability in the absence of oxidizing agents, superior creep resistance, and high electrical and thermal conductivity. Fibers containing in excess of 99% carbon are called graphite fibers.
多个行业利用碳纤维的性质，近几十年来碳纤维行业迅速扩大，以满足其需求。它们用于航空航天行业，汽车建筑，军事应用以及建筑中的结构和非结构性元素。碳纤维用于医疗物品，压力阀，汽车，运动用品和钻孔组件。
SEM images of the layers that make up the tested composite material. Image Credit: Birleanu, C et al., Polymers
Carbon Fiber Reinforced Composites
在过去的几十年中，最近的研究看到了几种先进和创新的碳纤维增强复合材料的发展。欧洲杯足球竞彩例如，在汽车行业中，这些复合材料提供了低重量和增强美学吸引力的好处，它们用于门，保险杠和帽子等元素。
碳纤维的微观结构是纤维及其复合材料在多个行业中发现广泛的商业生存能力的主要原因。此外，它们在复合材料中的长度，方向和集中度是在广泛的工业应用中控制其功效的功能。
The superior damping performance of carbon fiber reinforced composites makes them incredibly useful materials for applications such as high-speed drive shafts, robotic arms, and machine tool shafts. Through this damping effect, composites can dissipate vibrations effectively, improving the durability of these technologies.
Carbon fiber reinforced composites are typically prepared by carbonizing a liquid precursor-impregnated fiber platform with carbon-containing gas precursors such as methane. The resulting materials possess a number of beneficial properties, such as high specific strength, low thermal expansion coefficients, toughness, stiffness, and self-lubricating capacities. Additionally, they possess enhanced refractory properties.
最近已经对碳纤维增强复合材料的摩擦学特性进行了一些研究。在许多工程应用中，棒状滑移现象是不可取的，导致磨损，振动，噪音，能量损失和对组件的损害。复合材料中的磨损和摩擦取决于多个参数，例如滑动速度，正常负载，摩擦表面粗糙度和润滑。
SEM图像和EDS分析第1层。图像来源：Birleanu，C等，聚合物
研究
Currently, there is a lack of knowledge on the tribological properties of CFRPs, though pioneering studies have revealed significant factors that govern wear and friction behavior.
The current paper inPolymers已经研究了单向以CFRP的磨损和摩擦。在研究中，对在干润滑和边界条件下的复合材料的滑动方向方向进行了摩擦学行为。
在室温下从20-80 N的一系列正常载荷进行摩擦学实验。速度为0.4至2.4 m s-1在测试期间使用。在不同的时间段内进行实验，以评估材料样品的摩擦学行为。
分析和解释了Tribosystem的磨损和摩擦机制，以及磨损引起的形态特征和结果磨损残留物。此外，在固定和移动条件下（使用旋转盘）检查了摩擦时间对复合材料摩擦系数的影响。欧洲杯足球竞彩
使用Insize ISR-C300设备进行粗糙度测量的实验设置。图片来源：Birleanu，C等人，聚合物
Research Conclusions
据揭示，滑动速度和施加载荷都对控制磨损和摩擦产生了重大贡献。此外，由于磨料磨损，样品都具有主要磨损的表面。在光盘实验中，间歇性负荷会导致磨损效果。此外，作者得出的结论是，很难分析产生的磨损碎片。在旋转盘实验中，与固定引脚实验相比，观察到相对较高的磨损值。
碳纤维钢筋对磨损和摩擦特性具有显着影响，实验表明观察到的磨损极限和摩擦系数最低。此外，样品的硬度和弹性模量得到了显着增强。
似乎有两个因素有助于减少聚合物磨损。首先，当暴露于滑动表面时，纤维支撑了所施加的负载的一部分。其次，纤维增援部队通过平滑反面表面来减少粗糙度峰接触之间的应力。
总而言之，该研究揭示了有关CFRP的摩擦学行为的一些重要发现，这些发现为这些工业重要材料的未来研究提供了关键信息。欧洲杯足球竞彩
进一步阅读
Birleanu，C等。（2022）在边界润滑下的碳纤维增强聚合物复合材料的摩擦学行为的实验研究Polymers14（18）3716 [在线] mdpi.com。可用网址：https://www.mdpi.com/2073-4360/14/18/3716
Disclaimer: The views expressed here are those of the author expressed in their private capacity and do not necessarily represent the views of AZoM.com Limited T/A AZoNetwork the owner and operator of this website. This disclaimer forms part of theTerms and conditionsof use of this website.