Determination of the Effect of Applied Load and Sliding Speed on the Tribological Properties of Synthetic Mica Reinforced Poly-Tetra-Fluoro-Ethylene Polymer Composite

Abstract

Saf PTFE endüstride düşük basınç keçeleri olarak kullanıldığında aşırı aşınma göstermektedir. Bu aşınma problemini azaltmak için sentetik mika (SM) takviyeli poli-tetra-flor-etilen (PTFE) polimer kompoziti alternatif malzeme olarak seçilmiş ve tribolojik performansları araştırılmıştır. Tribolojik deneyler çelik disk üzerinde kompozit pim olacak şekilde dizayn edilmiş aşınma test cihazında gerçekleştirilmiştir. Deneylerde 10, 20, 40 ve 100 N olmak üzere dört farklı yük ve iki hız (0.5 ve 1.5 m/s) kullanılmıştır. Deneyler sonucunda sentetik mika takviyeli PTFE kompozitin (PTFE-SM) sürtünme katsayısı, pim ve çelik disk sıcaklığı ile spesifik aşınma hızı belirlenmiştir. Uygulanan yükün ve hızın artması ile pim ve çelik disk yüzey sıcaklıkları artarken spesifik aşınma hızı da artmış fakat sürtünme katsayısı azalmıştır. Kompozitin en düşük ve en yüksek sürtünme katsayısı değerleri sırasıyla 0.17 ve 0.25 olarak tespit edilmiştir. Benzer şekilde spesifik aşınma hızı aralığı olarak en düşük 0.217x10-15 m2/N ve en yüksek 25x10-15 m2/N olarak belirlenmiştir. Kompozitin aşınma yüzey incelemeleri optik mikroskop ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Mikroyapı incelemeleri sonucunda çelik disk yüzeyinde ince film tabakası oluştuğu belirlenirken 100 N yük ve 1.5 m/s kayma hızında kompozit pim yüzeyinde çatlaklar olduğu tespit edilmiştir.