The friction and wear of PTFE composites for extreme environmental conditions.

• Autorzy: Nowacki J. , Piec Z.

Warianty tytułu

PL

Tarcie i zużycie cierne kompozytów PTFE dla ekstremalnych warunków środowiskowych.

• Konferencja: XVIth Physical Metallurgy and Materials Science Conference on Advanced Materials and Technologies AMT'2001, Gdańsk-Jurata, 16-20 September, 2001
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedmiotem pracy są właściwości trybologiczne kompozytu (PTFE) zbrojonego włóknem szklanym w warunkach temperatur kriogenicznych w węzłach ciernych nadprzewodnikowych systemów magnetycznych. Węzły cierne nadprzewodnikowych systemów magnetycznych eksploatowane w warunkach wysokich naprężeń kontaktowych narażone są na lokalny wzrost temperatury wywołany pracą tarcia. Może to spowodować utratę właściwości nadprzewodzących w nadprzewodnikach Nb3/Sn stosowanych w produkcji magnesów nadprzewodnikowych o silnym polu magnetycznym. Stwierdzono, że wytworzenie na powierzchni elementów węzłów ciernych kompozytowej warstwy składającej się z policzterofluoroetylenu (PTFE) zbrojnej tkanymi płytkami włókien szklanych zapewni wysoką efektywność ich pracy, tzn. zachowanie niskiego współczynnika tarcia i zużycia ciernego w warunkach wysokich nacisków powierzchniowych do 80 MPa, temperatur kriogenicznych 77K i próżni do 10 do -4 potęgi MPa. Określono właściwości trybologiczne węzłów ciernych z wymienioną powłoką w zadanych wyżej warunkach.

EN

The objective of work described is to provide a material with a specified lifetime and range of friction coefficients (mu<0.3), for cryogenic application where the interface pressure is high and the displacements are cyclic of the order of a few mm. The various types of composite materials which are capable to operate under compressive load up to 250 MPa at cryogenic temperature (77K) and under vacuum (10 to the -4 Pa) were evaluated and information given on how their friction and wear properties depend on operating conditions such as; compressive stress, cryogenic temperature, vacuum, surface roughness, or kinematics' factors. A unique high capacity test apparatus was developed to determine the tribological properties of selected dry bearing materials, and specially designed friction head operating at 77K in the vacuum chamber will be described together with the testing methodology. The dry-bearing composite liners Fiberslip B-40 and Ampep X--140 (by AMPEP - UK) were selected for friction interfaces associated with large devices operating under described environment. Both are composed of PTFE) fibers interwoven with glass fibers into a fabric, which is adhesively bonded to a substrate material. Both selected materials exhibited stable friction coefficient about of 0.2 and acceptably low wear over the friction distance of about 900 m. The microscopic examination of the selected coupons tested under extreme conditions show correlation between their wear behavior at room temperature and at 77K, and low effect of vacuum on the value of friction coefficient at both temperatures.

Słowa kluczowe

EN

friction; wear; lifetime; composites; PTFE composite; glass fibers; displacements; tribological properties; operating conditions; AMPEP; extreme conditions; magnet

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2001
• Tom: R. XXII, nr 5
• Strony: 668--671
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Nowacki J.

• Technical University of Szczecin, Poland

autor

Piec Z.

• Massachusetts Institute of Technology, USA

• Technical University of Szczecin, Poland

Bibliografia

• [1] Sborchia, C., Gallix, R., Jong, C.T.J. et al.:"International Thermonuclear Experimental Reactor (ITER) Magnet System Design", Presented at 15th Magnet Technology Conference, Beijing, China, Oct. 1997, Conference Proc. 456-460
• [2] Smith B.A., Piek, Z. et al: "Evaluation of Low Friction Materials for the Central Solenoid of the Compact Ignition Tokamak (CIT)", 14 Sympozium of Fusion Engineering (SOFE 14), Chicago IL 1991, Conference Proc. 78 - 83
• [3] Moreschi L.F, Storai S, Piec Z, Malavasi G.: "ITER Magnetic System Candidates Low Friction Materials Tested Under Vacuum at Cryogenic Temperature" Symposium on Fusion technology 20, Marseille France, 1998, Conference Proc. 99 - 102.
• [4] Piec Z. Nowacki J.: Evaluation of Low Friction Composite Materials at Cryogenic Temperature under High Contact Pressure and Vacuum, International Scientific Conference ,,Achivements in Mechanical & Materials Engineering" Polish Academy of Science - Silesian Technical University, Rydzyna 1999, Conf. Proceedings pp. 478-480
• [5] Nowacki J., Piec Z.: The friction and wear of self - lubricating composites based on ptfe for extreme environmental conditions. International Scientific Conference EUROMAT 2000, Tours France, Elsevier Conf. Mat. Vol 1, pp. 627 – 632