钛铝碳陶瓷载流滑动下的摩擦磨损行为

研究了高纯度Ti3AlC2块体材料载流滑动下的摩擦磨损行为.试验在盘一块式载流摩擦磨损试验机上进行,以低碳钢盘为摩擦配对物,滑动速度为20～60 m/s,法向压强为0.4～0.8 MPa,通电电流为0,50,100 A.结果表明:Ti3AlC2具有良好的载流摩擦磨损特性,但摩擦系数和磨损率都比无电流时的大,且电流密度越大,摩擦系数和磨损率越大.在滑动速度为20 m/s,通电电流为100 A,法向压强为0.4 MPa的条件下,摩擦系数达到最大值0.35.在速度为60m/s,法向压强为0.7MPa,电流为100A的条件下,磨损率达到最大值8.3×10-6mm3/(N·m).与相同速度和压强但不通电情况下的摩擦系数0.17和磨损率2×10-6mm3/(N·m)相比,分别增大了大约1.1倍和3.2倍.观察和分析的结果表明:载流条件下摩擦系数的增大与Ti3AlC2摩擦面上TiC和Fe2.25Ti0.75O4及AlFeO3结晶相的生成有关,而Ti3AlC2磨损率的增大主要归因于放电电弧的烧蚀作用.     

配副材料对镍-磷-碳化硅化学复合镀层摩擦磨损性能的影响

利用化学复合镀技术制备了Ni-P-SiC复合镀层,研究了镀层的表面形貌、组织、显微硬度等性能,并对比研究了不同配副材料对Ni-P-SiC复合镀层和Ni-P镀层摩擦磨损性能的影响。结果表明,Ni-P-SiC复合镀层的显微硬度较Ni-P镀层有所提高;与GCr15钢球对磨时,Ni-P-SiC复合镀层发生严重的塑性变形和粘着磨损,但磨损率比Ni-P镀层稍有降低;与Si3N4陶瓷球对磨时,两者的磨损率相当,且均比与GCr15球对磨时小1个数量级,其主要磨损机理为磨粒磨损。配副材料的磨损率变化规律与镀层一致。在一定条件下,陶瓷材料与Ni-P镀层或Ni-P-SiC复合镀层是较匹配的摩擦副。     

钛铝碳的高速摩擦特性及摩擦氧化行为

研究了高纯度致密的多晶Ti3AlC2块体材料对低碳钢的干滑动摩擦、磨损特性及摩擦表面的氧化行为.实验在盘-块式高速摩擦试验机上进行,滑动速度为20～60 m/s,法向压强为0.2～0.8 MPa.结果表明:随着滑动速度的提高,摩擦系数减小,Ti3AlC2的磨损率增大.法向压强的增大导致Ti3AlC2磨损率增大,但对摩擦系数的影响较小.在60 m/s和0.8 MPa下,摩擦系数仅为0.1左右,而Ti3AlC2的磨损率仅为2.5(10-6 mm3/(N·m) 左右.如此低的摩擦系数和磨损率归因于Ti3AlC2表面摩擦氧化薄膜的存在.该薄膜由非晶态的Ti,Al和Fe的混合氧化物组成,具有良好的润滑-减磨作用.     

氮化硅陶瓷水煤浆喷嘴的损坏机理

用热压烧结法制备了Si3N4/TiC和Al2O3/TiC陶瓷水煤浆喷嘴.测量了喷嘴的磨损质量损失,用扫描电子显微镜观察了喷嘴磨损后的表面形貌,研究了其磨损特性.结果表明:陶瓷水煤浆喷嘴材料的硬度和断裂韧性对其热冲蚀磨损有重要影响.在相同条件下,硬度较高的Al2O3/TiC陶瓷喷嘴的磨损率较低,而断裂韧性较高的Si3N4/TiC陶瓷喷嘴的热冲击损伤较小.陶瓷喷嘴磨损表面因区域不同而显示不同的特征,Si3N4/TiC陶瓷喷嘴的损坏机理主要表现为塑性变形、脆性断裂、研磨损伤、热裂纹和热崩.     

氮化硅陶瓷的低温常压烧结及其力学性能

本文采用氧化镁(MgO)和磷酸铝(AlPO4)为烧结助剂,利用常压烧结工艺于1600℃制备了以α相为主相的氮化硅( Si3N4)陶瓷材料.利用XRD和SEM等对其物相组成和显微结构进行了表征,并分析烧结助剂含量对材料致密度的影响,研究氮化硅陶瓷的致密度与其力学性能之间的关系.结果表明:当AlPO4含量为20wt％ ～ 30wt％时,氮化硅陶瓷的致密度可达90％以上,抗弯强度为250～320 MPa.AlPO4在Si3N4陶瓷烧结中对提高其致密度与力学性能起到了重要的作用.     

工业级石墨烯纳米片对碳化硅陶瓷摩擦磨损性能影响的研究

分别将0～5 vol％的工业级石墨烯纳米片(GNPs)引入到SiC陶瓷中,研究了 GNPs含量对SiC陶瓷的密度、硬度、微观结构等影响,通过盘销摩擦磨损试验研究了 GNPs含量对SiC陶瓷与SiC、Si3N4、Al203和GCr15等配偶材料间的摩擦磨损行为.结果表明:随着GNPs的增加,SiC陶瓷相对密度减小、硬度下...     

滑动速率对La2O3–MoSi2与SiC摩擦副的高温摩擦磨损行为的影响

在XP-5高温摩擦磨损试验机上考察了La2O3–MoSi2与SiC摩擦副在1 000℃、30 N载荷以及不同滑动速率下的摩擦磨损行为。利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析了La2O3–MoSi2复合材料和SiC的磨损表面形貌与相组成。结果表明:La2O3–MoSi2与SiC摩擦副的摩擦因数随滑动速率的增加而减小,在滑动速率为0.084 m/s时,La2O3–MoSi2复合材料磨损率最大;0.126 m/s时磨损率最小。其磨损机理除氧化磨损之外,还表现为黏着磨损、研磨和疲劳点蚀。SiC的磨损率随滑动速率的增加而减小,始终表现为磨损质量增加,这归因于氧化质量增加大于磨损质量损失。     

环境温度、试验载荷和滑动速度对等温淬火球墨铸铁摩擦磨损性能的影响

利用MMU-10G型高温摩擦磨损试验机进行了等温淬火球墨铸铁和Al2O3陶瓷摩擦副的摩擦磨损试验,研究了环境温度、试验载荷和滑动速度对等温淬火球墨铸铁摩擦磨损性能的影响。利用SEM和EDS观察分析了磨损表面形貌和磨损机理。结果表明:摩擦系数随着载荷和温度的升高而下降。当环境温度高于300℃时,由于塑性变形而被挤出的石墨在摩擦界面上能起到很好的润滑作用,使摩擦表面比较光滑,摩擦系数降低,磨损率减小。     

可加工氮化硅/氮化硼复相陶瓷的制备

以硅(Si)粉、六方氮化硼(h-BN)为原料,在氮气(N2)中用燃烧合成(combustion synthesis,CS)气固反应法,原位生成可加工氮化硅/氮化硼(Si3N4/h-BN)复相陶瓷.考察了h-BN不同体积分数(下同)对Si3N4/h-BN复相陶瓷可加工性的影响.结果表明:在实验条件下,Si粉氮化完全,不存在残余的游离Si.Si3N4/h-BN复相陶瓷中以柱状β-Si3N4为主相,β-Si3N4晶粒之间为针状h-BN相.随着h-BN相含量的增加,Si3N4/h-BN复相陶瓷的可加工性提高,抗弯强度先减小后增加.h-BN含量为25%时,Si3N4/h-BN复相陶瓷的抗弯强度最低.     

滑动速率对La203-MoSi2与SiC摩擦副的高温摩擦磨损行为的影响

在XP-5高温摩擦磨损试验机上考察了La2O3-MoSi2与SiC摩擦副在1000℃、30N载荷以及不同滑动速率下的摩擦磨损行为。利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪分析了La2O3-Mosi2复合材料和SiC的磨损表面形貌与相组成。结果表明：La2O3-MoSi2与SiC摩擦副的摩擦因数随滑动速率的增加而减小,在滑动速率为0．084m／s时,La2O3-MoSi2复合材料磨损率最大;0．126m／s时磨损率最小。其磨损机理除氧化磨损之外,还表现为黏着磨损、研磨和疲劳点蚀。SiC的磨损率随滑动速率的增加而减小,始终表现为磨损质量增加,这归因于氧化质量增加大于磨损质量损失。