本發(fā)明涉及耐磨材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種耐磨纖維的制備方法和耐磨纖維。
背景技術(shù)：
耐磨材料是一大類具有特殊電、磁、光、聲、熱、力、化學(xué)以及生物功能的新型材料，是信息技術(shù)、生物技術(shù)、能源技術(shù)等高技術(shù)領(lǐng)域和國(guó)防建設(shè)的重要基礎(chǔ)材料，同時(shí)也對(duì)改造某些傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)具有十分重要的作用。
中國(guó)專利cn103450492a公開了一種二硫化鉬改性的碳布摩擦材料及其制備方法，首先將改性酚醛樹脂溶于乙醇中制成改性酚醛樹脂乙醇溶液，隨后再加入納米二硫化鉬與填料，制備得到懸浮浸漬液，接著在真空浸漬儀器中使用懸浮浸漬液浸漬碳布10～15min，保證樹脂浸漬量達(dá)到15%-25%后取出，待溶劑揮發(fā)后熱壓固化得到二硫化鉬改性碳布摩擦材料。該方法制得的二硫化鉬改性的碳布摩擦材料具有高動(dòng)摩擦系數(shù)、低磨損率并且對(duì)對(duì)偶材料磨損小的特點(diǎn)。
中國(guó)專利cn203175697u公開了一種印刷二硫化鉬布紋涂層的活塞，包括活塞頂部和活塞裙部，其中活塞裙部表面有二硫化鉬涂層，二硫化鉬涂層厚度為3~15μm、紋理為布紋、摩擦系數(shù)為0.03~0.05。二硫化鉬涂層上設(shè)置有檢測(cè)區(qū)域，檢測(cè)區(qū)域的尺寸為（4~5）×（8~10）mm。將摩擦系數(shù)低、附著性好的二硫化鉬印刷在活塞裙部，大大提高了活塞的潤(rùn)滑性、抗腐蝕性、減磨性，可以延長(zhǎng)活塞使用壽命。二硫化鉬采用了布紋形狀，減小了二硫化鉬涂層的厚度，減少了二硫化鉬用量，同時(shí)提高了氣缸的儲(chǔ)油性能，降低了生產(chǎn)成本。
現(xiàn)有以硫化鉬為主要材料的耐磨材料耐磨時(shí)間短，容易失去效果。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種耐磨纖維的制備方法和耐磨纖維，本發(fā)明提供的耐磨材料耐磨時(shí)間長(zhǎng)，而且磨痕隨時(shí)間增加沒(méi)有太大增加。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種耐磨纖維的制備方法，該制備方法包括：將鉬酸鹽、硫代硫酸鹽、微晶纖維素、硅源和水混合后在150-250℃下進(jìn)行水熱處理6-24小時(shí)，所得產(chǎn)物洗滌和過(guò)濾，得到纖維前驅(qū)體；將所得纖維前驅(qū)體在惰性氣氛下進(jìn)行高于1000℃的高溫處理5-24小時(shí)，得到耐磨纖維。
可選的，所述鉬酸鹽、硫代硫酸鹽、微晶纖維素、以sio2計(jì)的硅源和水的重量比為（0.01-0.3）：（0.01-0.1）：1：（1-10）：（100-1000）。
可選的，所述鉬酸鹽、硫代硫酸鹽和微晶纖維素的重量比為（0.1-0.2）：（0.03-0.08）：1。
可選的，所述鉬酸鹽為鉬酸鈉，硫代硫酸鹽為硫代硫酸鈉，所述硅源為白炭黑。
可選的，所述水熱處理的時(shí)間為10-16小時(shí)，溫度為180-220℃。
可選的，所述惰性氣氛為氮?dú)饣驓鍤狻?/p>
可選的，所述高溫處理的溫度為1200-1400℃。
本發(fā)明還提供一種所提供的制備方法所制備的耐磨纖維。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：
本發(fā)明將鉬酸鹽、硫代硫酸鹽、微晶纖維素、硅源進(jìn)行水熱老化后進(jìn)行高溫焙燒，得到表面有硫化鉬的耐磨纖維，該耐磨纖維耐磨時(shí)間長(zhǎng)，而且磨痕隨時(shí)間增加沒(méi)有太大增加。
具體實(shí)施方式
以下具體實(shí)施方式用于說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
本發(fā)明提供一種耐磨纖維的制備方法，該制備方法包括：將鉬酸鹽、硫代硫酸鹽、微晶纖維素、硅源和水混合后在150-250℃下進(jìn)行水熱處理6-24小時(shí)，所得產(chǎn)物洗滌和過(guò)濾，得到纖維前驅(qū)體；將所得纖維前驅(qū)體在惰性氣氛下進(jìn)行高于1000℃的高溫處理5-24小時(shí)，得到耐磨纖維。
碳化硅硬度較高，力學(xué)性能較好，不易破碎，本發(fā)明發(fā)明人意外地發(fā)現(xiàn)，在碳化硅的表面負(fù)載上硫化鉬以制備耐磨材料，一來(lái)可以利用硫化鉬的微觀耐磨性，減少耐磨材料的磨損，二來(lái)利用碳化硅比硫化鉬更好的整體力學(xué)性能，能夠提高耐磨纖維的壽命，降低磨痕隨時(shí)間的增加而增加的大小。
本發(fā)明中，水熱處理一來(lái)用于將微晶纖維素形成碳化硅前驅(qū)體，二來(lái)將硫化鉬前驅(qū)體與碳化硅前驅(qū)體牢固結(jié)合，以形成表面為硫化鉬前驅(qū)體內(nèi)部為碳化硅前驅(qū)體的共晶，并以此焙燒形成內(nèi)部為碳化硅，外部為硫化鉬的耐磨纖維，所述鉬酸鹽、硫代硫酸鹽、微晶纖維素、以sio2計(jì)的硅源和水的重量比可以為（0.01-0.3）：（0.01-0.1）：1：（1-10）：（100-1000），優(yōu)選為（0.1-0.2）：（0.03-0.08）：1。
鉬酸鹽、硫代硫酸鹽和硅源是本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，例如，所述鉬酸鹽為鉬酸鈉，硫代硫酸鹽為硫代硫酸鈉，所述硅源為白炭黑，所述白炭黑的粒徑優(yōu)選小于10納米。
水熱處理是指在密封的壓力容器中，以水為溶劑,在高溫高壓的條件下進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)。例如，所述水熱處理的時(shí)間優(yōu)選為10-16小時(shí)，溫度優(yōu)選為180-220℃。
高溫處理在于將硫化鉬前驅(qū)體和碳化硅前驅(qū)體焙燒為硫化鉬和碳化硅的共晶，所述惰性氣氛可以為氮?dú)饣驓鍤?，所述高溫處理的溫度?yōu)選為1200-1400℃。
本發(fā)明還提供一種本發(fā)明所提供的制備方法所制備的耐磨纖維。
下面通過(guò)實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明，但是并不因此而限制本發(fā)明。
本發(fā)明摩擦實(shí)驗(yàn)在umt-2型摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行，基礎(chǔ)油為hvi750，實(shí)驗(yàn)載荷為40n，轉(zhuǎn)速為400r/min，測(cè)試時(shí)間為30min。
本發(fā)明實(shí)施例設(shè)置兩臺(tái)umt-2型摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行測(cè)試，一臺(tái)進(jìn)行耐磨纖維與基礎(chǔ)油（耐磨纖維添加量3重量%）的耐磨纖維的老化，另一臺(tái)將老化后的耐磨纖維與基礎(chǔ)油進(jìn)行摩擦實(shí)驗(yàn)。
實(shí)施例1
將硫酸鈉、硫代硫酸鈉、微晶纖維素、平均粒徑為40納米的白炭黑（固含量為69.45重量%）和水混合后在150℃下進(jìn)水熱老化6小時(shí)，得到纖維前驅(qū)體；將纖維前驅(qū)體在氬氣氣氛下在1100℃下進(jìn)行高溫處理5小時(shí)，得到耐磨纖維并進(jìn)行摩擦測(cè)試，具體結(jié)果見表1。其中，所述鉬酸鹽、硫代硫酸鹽、微晶纖維素、以sio2計(jì)的硅源和水的重量比為0.01：0.01：1：1：100。
實(shí)施例2
與實(shí)施例1的方法基本相同，不同之處在于：所述鉬酸鹽、硫代硫酸鹽、微晶纖維素、以sio2計(jì)的硅源和水的重量比為0.3：0.1：1：10：1000。
實(shí)施例3
與實(shí)施例1的方法基本相同，不同之處在于：所述鉬酸鹽、硫代硫酸鹽、微晶纖維素、以sio2計(jì)的硅源和水的重量比為0.15：0.06：1：5：500。
實(shí)施例4
與實(shí)施例1的方法基本相同，不同之處在于：水熱處理的時(shí)間為24小時(shí)，溫度為250℃。
實(shí)施例5
與實(shí)施例1的方法基本相同，不同之處在于：水熱處理的時(shí)間為15小時(shí)，溫度為200℃。
實(shí)施例6
與實(shí)施例1的方法基本相同，不同之處在于：水熱處理的時(shí)間為高溫處理的時(shí)間為24小時(shí)。
實(shí)施例7
與實(shí)施例1的方法基本相同，不同之處在于：水熱處理的時(shí)間為高溫處理的溫度為1400℃。
對(duì)比例1
與實(shí)施例1的方法基本相同，不同之處在于：不加入鉬酸鹽和硫代硫酸鹽。
對(duì)比例2
與實(shí)施例1的方法基本相同，不同之處在于：不加入微晶纖維素和硅源。
對(duì)比例3
與實(shí)施例1的方法基本相同，不同之處在于將鉬酸鹽、硫代硫酸鹽、微晶纖維素、硅源和水混合后干燥，直接進(jìn)行高溫處理。
空白例
不加入任何耐磨采集進(jìn)行摩擦實(shí)驗(yàn)。
表1
雖然，上文中已經(jīng)用一般性說(shuō)明及具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作了詳盡的描述，但在本發(fā)明基礎(chǔ)上，可以對(duì)之作一些修改或改進(jìn)，這對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發(fā)明精神的基礎(chǔ)上所做的這些修改或改進(jìn)，均屬于本發(fā)明要求保護(hù)的范圍。