如何改善車(chē)用高分子材料耐刮擦性能

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1、如何改善車(chē)用高分子材料耐刮擦性能摘要：高分子材料在汽車(chē)領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛，但是高分子材料制作的車(chē)體容易出現(xiàn)較為嚴(yán)重的刮擦破壞現(xiàn)象，這使刮擦問(wèn)題成為了主要研究的對(duì)象，本文針對(duì)高分子材料的刮擦破壞實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析，評(píng)價(jià)了材料和結(jié)構(gòu)組成在刮擦中所受到的影響。尤其針對(duì)引起“刮擦發(fā)白”的現(xiàn)象進(jìn)行分析，此研究對(duì)高分子材料結(jié)構(gòu)的改善有著十分重要的影響作用。關(guān)鍵詞：刮擦測(cè)試；性能影響；高分子材料；目前我國(guó)的汽車(chē)行業(yè)發(fā)展異常迅猛，已經(jīng)成為了汽車(chē)消費(fèi)大國(guó)，這樣使我國(guó)的汽車(chē)工業(yè)朝著環(huán)保、舒適、安全化的方向進(jìn)行過(guò)渡。車(chē)用材料中的高分子材料

2、占據(jù)了主要的地位，并且越來(lái)越多的高分子材料在汽車(chē)工業(yè)中被應(yīng)用，高分子材料有著美觀、可塑性強(qiáng)、持久力好的優(yōu)點(diǎn)，但是汽車(chē)在運(yùn)行中一旦出現(xiàn)事故就對(duì)車(chē)體表面造成嚴(yán)重的破壞，這種破壞可以使產(chǎn)品的功能失效，并且降低了車(chē)輛整體性和美觀性。所以針對(duì)高分子材料的刮擦性研究已經(jīng)成為高分子材料發(fā)展中重要的組成部分。一.高分子材料刮擦測(cè)試方法高分子材料刮擦實(shí)驗(yàn)方法和破壞現(xiàn)象;對(duì)高分子復(fù)合材料刮擦進(jìn)行了數(shù)值模擬;對(duì)材料耐刮擦性能評(píng)價(jià)進(jìn)行了探討;車(chē)用高分子材料耐刮擦改性進(jìn)行了工程探討;對(duì)高分子材料刮擦實(shí)驗(yàn)方法的標(biāo)準(zhǔn)化和刮擦破壞機(jī)理開(kāi)展了工

3、作。高分子材料的變形特性使刮擦實(shí)驗(yàn)重復(fù)性較差，而且長(zhǎng)期以來(lái)通過(guò)多種手段對(duì)其企業(yè)測(cè)試性標(biāo)準(zhǔn)制定了新型的方法，例如美國(guó)廣泛采用的福特五指刮擦和歐洲使用較多的Erichson十字劃格，沒(méi)有普遍接受的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)方法，這使得車(chē)用高分子材料刮擦研究難以深入地開(kāi)展。通過(guò)對(duì)高分子材料表面刮擦實(shí)際工程情況進(jìn)行調(diào)查分析，歸納并確定其代表性特征，美國(guó)材料與試驗(yàn)協(xié)會(huì)以及國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織分別于2005年與2008年發(fā)布ASTM/150高分子材料表面刮擦測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，推薦使用直徑為lmm的球狀硬刮頭，線性遞增地施加法向力荷載，同時(shí)以100Inln

4、/s的切向速度在高分子材料表面進(jìn)行刮擦。該測(cè)試方法主觀性較少，并能提供豐富的材料刮擦有關(guān)信息，使得系統(tǒng)開(kāi)展高分子材料表面刮擦研究工作成為可能，目前正逐步為歐美工業(yè)界接受。二.高分子材料刮擦破壞模式造成車(chē)輛事故的因素是多種多樣的，這也使車(chē)禍中高分子材料受到的損壞異常的復(fù)雜，例如因摩擦造成的創(chuàng)面型破損。因尖物造成的穿透性傷痕，因鈍化物造成的寫(xiě)入性效果，因刮碰造成的表面光澤度受損。高分子材料在受到外力時(shí)會(huì)發(fā)生壓入、滑動(dòng)等作用，造成表面出現(xiàn)形變，這也使其形成最為復(fù)雜的破壞性。所以只有準(zhǔn)確的了解高分子材料在刮擦?xí)r的破壞機(jī)

5、理才能更好的理由材料技術(shù)對(duì)其進(jìn)行升級(jí)和改善。就目前來(lái)看高分子材料有兩種類(lèi)型的破壞，一種屬于韌性破壞，這中破壞形式取決于材料在受到刮碰所引起的形變，另一種是脆性破壞，這中破壞屬于材料受到外來(lái)應(yīng)力的施加。就高分子刮擦引起的變形和復(fù)雜程度來(lái)看，對(duì)于材料的非線性材料性質(zhì)和刮擦引起的復(fù)雜應(yīng)力判斷目前還是十分困難，尤其在刮擦的作用下，高分子材料發(fā)生的形變形式無(wú)法判斷，但是就目前來(lái)看已經(jīng)將形變?cè)斐傻挠绊戇M(jìn)行分類(lèi)器主要非為不可恢復(fù)的塑性變形以破壞損傷、時(shí)間相關(guān)的粘彈性變形、可完全恢復(fù)的彈性變形。三．材料和表面參數(shù)對(duì)刮擦性能的影

6、響高分子材料刮擦性能實(shí)驗(yàn)和需要使用限元數(shù)字模擬技術(shù)作為輔助，我們?cè)谠囼?yàn)中發(fā)現(xiàn)了高分子材料的表面參數(shù)影響，所以根據(jù)材料表面參數(shù)的瓜棚性能來(lái)說(shuō)影響如下。首先材料中的泊松對(duì)材料刮擦的影響忽略不計(jì)。高分子材料刮擦性能與材料的彈性模量沒(méi)有必然聯(lián)系，但是在溫度影響下彈性模量越大的物質(zhì)受刮擦性影響越大。提高材料的屈服度能夠降低塑性變形，使材料的耐刮擦性提高。高分子材料表面的摩擦系數(shù)越小，刮擦性能越好。高分子材料的表面紋理對(duì)摩擦系數(shù)影響最大，可以改變其形式提高材料的刮擦性。但是表面的紋理能夠?qū)尾梁圹E起到良好的隱藏作用，這對(duì)汽

7、車(chē)的表面修復(fù)有很大的產(chǎn)考價(jià)值。在進(jìn)行材料和表面參數(shù)分析中要加強(qiáng)對(duì)刮擦性的材料組成有著十分重要的作用。四．高分子材料的刮痕處理高分子材料刮痕所以其的發(fā)白現(xiàn)象，是需要處理的首要因素，因?yàn)楣尾梁圹E使本來(lái)平整的表面高低不平，這時(shí)就能與光線形成刮痕可視。而且發(fā)白部位的反光性更強(qiáng)，而且涉及了人眼的視覺(jué)性，所以在針對(duì)發(fā)白部位的檢測(cè)要使用精密的光學(xué)設(shè)備來(lái)完成主觀性和參數(shù)差異之間的評(píng)價(jià)。當(dāng)光學(xué)設(shè)備在對(duì)發(fā)白部位進(jìn)行分析時(shí)就能夠詳細(xì)觀察邊破壞部位的特征，并且采用基于人體生理學(xué)中的光學(xué)評(píng)判，來(lái)考慮刮擦形變的破壞性，所以通過(guò)可視化方法能

8、夠?qū)ζ茐牡燃?jí)給予判斷。五.高分子材料表面的刮擦性能要想降低刮擦性帶來(lái)的傷害，必須有效的降低刮擦和磨損過(guò)程中造成的形變，使刮擦問(wèn)題發(fā)生后痕跡不通過(guò)光的散射被表現(xiàn)出來(lái)，這樣就能降低刮痕的可見(jiàn)度，在材料設(shè)計(jì)的過(guò)程中，可以通過(guò)改變分子結(jié)構(gòu)來(lái)提高材料的物理性能，例如降低材料表面的摩擦系數(shù)買(mǎi)酒可以達(dá)到提高材料強(qiáng)度，增加韌性的作用。在實(shí)際的應(yīng)用中，任何材料的參數(shù)改變都以為著材料的分子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，這