强碱介质中界面化学反应显著提升聚四氟乙烯基复合材料的摩擦学性能

为解决聚四氟乙烯(PTFE)基材料在强碱环境中的摩擦学性能不足问题，研究人员通过填充氧化铝(Al2O3)微球和短碳纤维(SCF)制备复合材料，在氢氧化钠溶液润滑条件下发现：含5wt% Al2O3和10wt% SCF的PTFE复合材料摩擦系数低至0.01，20wt% Al2O3填充样本磨损率降低近100倍。该研究揭示了界面化学反应产物对性能提升的关键作用，为特殊工况材料设计提供新思路。

　　

在强碱性介质这一特殊工况环境下，聚四氟乙烯(PTFE)基复合材料面临严峻挑战。科研团队巧妙利用氧化铝(Al₂O₃)与碱液的化学反应特性，设计出短碳纤维(SCF)增强的Al₂O₃/PTFE复合体系。当采用氢氧化钠溶液滴注润滑时，5wt% Al₂O₃与10wt% SCF的协同组合使摩擦系数稳定在惊人的0.01超低值，而20wt% Al₂O₃填充更将材料磨损率直降两个数量级。通过深度解析摩擦副的组分变化，证实滑动界面处生成的化学反应产物和摩擦化学产物形成了自润滑保护层，这种"以碱制碱"的创新策略为极端环境用材料开发开辟了新途径。