AlTiC增韧补强氧化铝基陶瓷材料磨擦磨损性能

采用热压烧结方法制备了氧化铝/碳化钛复合陶瓷,对材料的摩擦因数和磨损率进行测量,研究了AlTiC中间合金增韧补强氧化铝陶瓷摩擦磨损行为与机制.探讨了氧化铝基精密结构陶瓷的摩擦磨损特性以及力学性能和微观结构对摩擦磨损特性的影响.结果表明,在室温和干摩擦条件下,滑动摩擦因数随法向载荷和转速的增加有下降趋势.室温下新型氧化铝基复相陶瓷材料的磨损机制以微观切削为主.     

氧化铝陶瓷涂层与球墨铸铁的摩擦磨损特性及机理的研究

采用等离子喷涂技术制备了氧化铝陶瓷涂层，对这种陶瓷涂层与球墨铸铁组成的摩擦副在油润滑摩擦磨损特性和机理进行了实验研究。ＳＥＭ的分析结果表明：氧化铝涂层的磨损机理主要是塑性变形。偶件球墨失的磨损机理主要是塑性变形和犁春次是表层粒子的疲劳脱落。摩擦时在陶瓷涂层表面有摩擦表面膜生成，光滑的表面膜具有抗摩减磨作用。     

氮化硅基陶瓷的摩擦磨损特性研究

采用热压烧结方法制备氮化硅和氮化硅基两种陶瓷。利用球-盘式摩擦磨损试验机对氮化硅陶瓷摩擦副在室温干摩擦环境中的摩擦磨损特性试验研究。结果表明：在相同的试验条件下,加入TiC颗粒改善了Si3N4陶瓷的脆性,但耐磨性能提高不大,磨损率略优于Si3N4。Si3N4的磨损主要是磨粒磨损和脆性剥落,而TiC复合材料的磨损表现为磨粒磨损和TiC颗粒的剥落,之后剥落的TiC颗粒又作为磨粒对试样产生更大的磨损,所以导致磨损率提高。     

氮化硅基陶瓷的摩擦磨损特性研究

采用热压烧结方法制备氮化硅和氮化硅基两种陶瓷.利用球-盘式摩擦磨损试验机对氮化硅陶瓷摩擦副在室温干摩擦环境中的摩擦磨损特性试验研究.结果表明在相同的试验条件下,加入TiC颗粒改善了Si3N4陶瓷的脆性,但耐磨性能提高不大,磨损率略优于Si3N4.Si3N4的磨损主要是磨粒磨损和脆性剥落,而TiC复合材料的磨损表现为磨粒磨损和TiC颗粒的剥落,之后剥落的TiC颗粒又作为磨粒对试样产生更大的磨损,所以导致磨损率提高.     

低温下铜纳米颗粒对UHMWPE复合材料摩擦磨损性能影响

向碳纤维(CF)与聚苯酯(POB)增强超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料加入不同质量分数铜纳米颗粒,探究了加入铜纳米颗粒对复合材料的力学性能与导热性能的影响.使用扫描电子显微镜(SEM)对铜纳米颗粒改性复合材料在低温环境下时磨损微观表面进行观察.使用原子力显微镜(AFM)研究了低温环境下改性复合材料转移膜的形貌.研究表明:低温环境下该改性复合材料摩擦因数和磨损率低于室温环境下的摩擦因数和磨损率.低温环境下改性复合材料磨损机理以疲劳磨损和磨料磨损为主,加入铜纳米颗粒后形成致密且连贯的转移膜,显著降低了改性复合材料的磨损率.     

镍基WC陶瓷等离子喷涂涂层的干滑动摩擦磨损性能

研究了镍基WC陶瓷等离子喷涂涂层随载荷和速度变化的干滑动摩擦磨损性能，探讨了涂层的孔隙率、显微硬度及磨损面和磨损后涂层形貌与涂层的磨损机制之间的关系。研究表明：镍基WC涂层与对磨材料相比具有优良的摩擦磨损性能，且随着摩擦速度的增加，磨损率增加的幅度很小，摩擦因致减小的幅度较大，随着摩擦载荷的增加，摩擦因致减小和磨损率增加的幅度较小。     

热解碳结构对炭／炭复合材料摩擦磨损性能的影响

通过控制化学气相沉积工艺条件，得到粗糙层，光滑层，过渡结构，各向同性等几种具有不同微观结构的热解炭，通过金相观察，石墨化度，摩擦磨损性能的测试，得出：热解碳的微观结构对炭／炭复合材料的摩擦损性能有较大影响；制动过程中形成的薄膜使摩擦因数降低，粗糙层结构的炭／炭复合材料石墨化程度高，摩擦因数高，线型平稳，且随着压力的增加，其力矩上升明显，是一种优良的摩擦材料，光滑层结构的炭／炭复合材料石墨化度低，摩擦因数低，磨损小。     

挤压态和压铸态AZ91镁合金的摩擦磨损行为

以挤压态和压铸态AZ91镁合金为对象,研究其在干摩擦条件下的摩擦磨损行为,分析两种成形工艺对AZ91镁合金摩擦磨损性能的影响,并探讨其磨损机制。研究表明:随着载荷增加,两种镁合金的摩擦因数均减小,而磨损量增加;随着转速提高,两种镁合金的摩擦因数均减小,而磨损量增大;在相同磨损条件下,挤压态AZ91镁合金的摩擦因数和磨损量均低于压铸态AZ91镁合金;挤压态AZ91镁合金和压铸态AZ91镁合金在干滑动摩擦条件下具有相同的磨损机制,50 N载荷加载下的磨损机制主要为磨粒磨损和氧化磨损,100 N载荷加载下的磨损机制主要为轻微剥层磨损、黏着磨损和氧化磨损,150 N载荷加载下的磨损机制为剥层磨损、氧化磨损和黏着磨损。     

复合轨不锈钢覆层/浸金属石墨受电靴摩擦磨损特性试验

采用销—盘摩擦磨损试验机,试验了地铁钢铝复合轨的不锈钢覆层与浸金属石墨受电靴之间的载流摩擦磨损特性;采用光学显微镜、显微硬度仪和表面轮廓仪等微观手段,分析了摩擦副的磨损机制。结果表明:在相同的电流、法向载荷和相对滑动时间的条件下,随着相对运动速度的增大,复合轨与受电靴之间的载流摩擦因数减小,受电靴销试样的磨损率增大,复合轨不锈钢盘试样的硬度也略有增大,其磨损深度随之增大,但不锈钢盘试样的磨损比受电靴销试样的磨损小;受电靴的石墨材料具有的自润滑功能,改善了导电轨和受电靴之间的摩擦特性,有利于减轻磨损。     

纳米氧化铝颗粒增强铜-碳基复合材料的磨损性能

用MA技术制备了C体积分数为10%的Cu-C固溶体粉体,用溶胶-凝胶(sol-gel)烧结技术制备了平均尺寸为12 nm的γ-Al2O3颗粒和用SPS方法制备了纳米Al2O3颗粒增强Cu-C固溶体基复合材料。采用X射线衍射仪对MA粉体、干凝胶和煅烧粉体进行了物相分析;通过JSM-5500LV型扫描电镜对磨损表面形貌进行观察分析并分析其磨损机制;使用MG-2000型高温摩擦磨损试验机对制备的复合材料进行了干摩擦实验并测定其磨损量。结果表明:纳米氧化铝颗粒体积分数及磨损载荷对复合材料摩擦磨损特性有显著影响,纳米氧化铝的体积分数从0%增加到2%,Cu基复合材料的磨损量从6.2 mg降到2.1 mg。     

几种氧化铝基陶瓷材料的摩擦特性及有限元分析

利用高速环-块摩擦磨损试验机,研究了Al2O3、Al2O3/Ti(C,N)、Al2O3/TiC/CaF2陶瓷材料在室温下与45#钢干摩擦时的摩擦特性,并利用ANSYS分析了摩擦过程中的应力分布。结果表明:纯Al2O3和Al2O3/Ti(C,N)随着转速和载荷(载荷为10 N除外)的增加摩擦系数呈下降趋势;Al2O3/TiC/CaF2的摩擦系数先随转速增大而略有上升,然后减小,随着载荷(载荷为10 N除外)的增加摩擦系数减小。与Al2O3相比,Al2O3/Ti-(C,N)陶瓷的最大主应力和最大剪应力接近,但力学性能优于Al2O3陶瓷,使磨粒的刻划作用减弱,摩擦磨损性能改善;Al2O3/TiC/CaF2自润滑陶瓷的主应力和剪应力明显降低,并且在摩擦过程中自润滑陶瓷能在摩擦表面形成一层自润滑膜,从而改善了摩擦磨损性能。     

Tribological properties of self-lubricating laminated ceramic materials

In order to improve the tribological properties of ceramic composites, Al2O3/TiC-Al2O3/ TiC/CaF2 self-lubricating laminated ceramic composites were prepared by vacuum hot pressing sintering. Experiments were conducted to get mechanical properties and the friction and wear properties were also measured with friction and wear tester. The worn surfaces were observed by scanning electron microscope （SEM） and energy dispersion spectrum （EDS）. The wear resistance properties and the self-lubricating effect of ceramic composites were analyzed. Results show that the Al2O3/TiC-Al2O3/TiC/CaF2 self-lubricating laminated ceramic composites layers are well-defined with a higher bonding strength and the mechanical performances are uniform enough to overcome the anisotropy of weak laminated ceramic composites. In addition, the fracture toughness of Al2O3/TiC layers is also improved. Its friction coefficient and wear rates decrease with the increase of rotation speed and load. Al2O3/TiC-Al2O3/TiC/CaF2 self-lubricating laminated ceramic composites have good wear resistance because of the tribofilm formed by the CaF2 solid lubricants. The wear mechanisms of Al2O3/TiC/ CaF2 layers are abrasive wear and Al2O3/TiC layers are adhesive wear.     

微米氧化铝/尼龙复合材料煤泥润滑条件下滚滑摩擦磨损行为

使用微米氧化铝(Al2O3)为增强剂,以尼龙1010为基体,进行氧化铝/尼龙复合材料在煤泥润滑条件下的滚滑动摩擦磨损实验.通过实验发现,水能降低氧化铝/尼龙复合材料的摩擦系数,但增大了磨损量.煤泥润滑时尼龙1010材料的摩擦系数为0.096;氧化铝/尼龙复合材料的平均摩擦系数为0.089,只有纯尼龙的92.7%.尼龙磨损量是3.32mm3;Al2O3/尼龙复合材料的磨损量平均为15.73mm3;Al2O3/尼龙复合材料的平均磨损量平均是尼龙的4.74倍.     

爆炸喷涂Al2O3陶瓷涂层的摩擦磨损性能

爆炸喷涂是提高材料表面性能的表面喷涂技术之一.本文旨在通过表面喷涂提高45钢基体表面的耐磨性、耐冲击性等性能.采用爆炸喷涂方法在45钢基体材料上喷涂Al2O3陶瓷和团聚陶瓷涂层,在摩擦磨损试验机上进行Al2O3陶瓷涂层的磨损试验,X衍射仪测试涂层表面结构,JB/T7509—94铁试剂方法测试涂层的孔隙率.通过分析和比较45钢基材与爆炸喷涂Al2O3陶瓷涂层的摩擦磨损性能,实验结果表明,喷涂Al2O3陶瓷涂层可以改善基材45钢的耐磨损性能,延长其使用寿命.此外,研究发现,团聚Al2O3陶瓷涂层比Al2O3陶瓷涂层要更耐磨;而爆炸喷涂Al2O3涂层的质量要好于等离子喷涂和火焰喷涂Al2O3陶瓷涂层.     

Microstructure and Tribological Behavior of Al_2O_3 Particle Reinforced Al Matrix Composites Fabricated by Spark Plasma Sintering

Nanoparticles and microparticles reinforced Al matrix composites were fabricated by spark plasma sintering, and the microstructure and tribological properties were investigated systemically. The nano-Al_2O_3 particle and micro-Al_2O_3 particle uniformly dispersed in Al matrix composites. The introduction of nanoparticles is beneficial to the decrease of friction coefficient and wear rate, while microparticles are responsible to the high friction coefficient, resulting in the abrasive wear. With the introduction of both nanoparticles and microparticles, their synergic effect will lead to the variation of tribological behavior.     

反应热喷涂法制备陶瓷涂层的研究

首先通过差热-失重分析和XRD测试手段对反应热喷涂Al＋TiO2＋H3BO3混合粉体以制备Al2O3/TiB2复合陶瓷涂层的可行性进行了分析.然后对喷涂后试样涂层的耐磨性进行了研究.结果表明：Al＋TiO2＋H3BO3混合粉体差热-失重分析和在1200℃烧结后XRD测试分析均表明完全可以反应生成所需的Al2O3/TiB2复合陶瓷涂层.所制备陶瓷涂层的耐磨性要比基体提高1倍左右.     

Al_2O_3-TiC复合材料放电等离子烧结(SPS)致密化研究

用燃烧合成及放电等离子烧结法制备出致密Al_2O_3-TiC复合材料;分析了烧结温度与材料致密度、显微结构及力学性能的关系;真空气氛、1650℃、保温5min烧结试样的相对密度达99.8％,断裂韧性为4.61 MPa·m~(1/2);更高温度下烧结,气相反应加剧,不利于致密度进一步提高,力学性能也有所下降。沿晶断裂是其主要断裂方式。     

烧结温度和成分对Al_2O_3-TiC复合材料力学性能影响

以α-Al2O3粉、TiC粉为原料,采用热压烧结工艺制备了Al2O3-TiC复合材料,系统研究了烧结温度以及成分对Al2O3-TiC复合材料的组织结构和力学性能的影响规律.结果表明:α-Al2O3与TiC间没有发生化学反应,两相间具有很好的化学相容性.TiC的引入有利于提高Al2O3-TiC复合材料的力学性能.1 600℃热压烧结的Al2O3-20%TiC复合材料具有最佳的力学性能,其抗弯强度和断裂韧性分别达到509.45 MPa和5.27 MPa·m1/2,复合材料的断裂方式主要是沿晶断裂,同时伴有穿晶断裂.