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PTFE基复合材料转移膜形貌定量评价

聚四氟乙烯（PTFE）基复合材料优异的摩擦学性能与其在对磨件表面形成高质量的转移膜密切相关。这种高质量转移膜常用薄、连续、稳定等词来描述。然而，关于转移膜的这种模糊描述并不能从根本上理解转移膜与复合材料摩擦学性能之间的联系。厚度和覆盖率常作为评价转移膜形貌的两个有效参数。有趣的是，转移膜的纵向增厚和横向扩展不是均匀进行的，在纵向上，转移膜呈现明显的分层特征；在横向上，不同层的扩展有限且最终呈现“塔状”特征（如图1所示）。为得到在这种非均性特征下与复合材料磨损率匹配较好的转移膜厚度和覆盖率，利用统计学方法得到不同厚度特征值并比较了其与复合材料磨损率的拟合关系。借助光学显微镜下薄膜干涉原理，计算得到不同转移膜层的覆盖率并比较了其与复合材料磨损率的拟合关系。结果表明，转移膜最大厚度与复合材料磨损率的拟合关系最好，同时得到可见最底层转移膜覆盖率与复合材料磨损率具有最佳的拟合关系（如图2所示）。从二维角度得到了转移膜形貌参数（最优厚度和最佳覆盖率）与复合材料磨损率的线性方程，揭示了转移膜厚度与覆盖率的耦合关系。上述发现能够更加合理的评价转移膜形貌与复合材料磨损率的关系，为进一步实现转移膜调控进而控制复合材料磨损率提供了可能。