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.     

放电等离子烧结制备金刚石/钛铝碳复合材料

以金刚石微粉和钛铝碳微粉为原料,采用放电等离子烧结制备金刚石/钛铝碳陶瓷复合材料。研究结果表明:在温度1100℃~1200℃、30 MPa和金刚石含量为(30~60)wt.%条件下,制得金刚石/钛铝碳陶瓷复合材料。当金刚石含量大于40wt%时,制得样品的微观结构中存在大量的空隙;当金刚石含量为(30~40)wt.%时,制得样品微观结构较致密。钛铝碳与金刚石作用分解为碳化钛和少量的碳化铝,金刚石能够被反应产物表面包覆,包覆后镶嵌于陶瓷基体中,复合材料密度达到3.7g/cm3,磨耗比约为1550。     

烧结助剂对高铝陶瓷烧成温度及磨损性能的影响

实验以工业氧化铝为主要原料,在CaO-MgO-Al2O3-SiO2体系下,分别采用95瓷和氧化铝含量为98%的陶瓷,并通过调整烧结助剂CaO、MgO的比例发现,氧化铝含量为98%的陶瓷拥有更低的烧成温度以及更低的磨耗,同时采用XRD和SEM分析方法对陶瓷试样的物相组成和显微结构进行了分析。     

放电等离子烧结致密单相钛三铝碳二的反应机理

以3Ti/1.1Al/1.9C混合粉末为原料,采用放电等离子烧结(SPS)技术,利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等分析方法,研究了致密单相Ti3AlC2三元层状化合物的合成机理,详细探讨了烧结温度对产物合成的影响,提出了一种SPS制备致密单相Ti3AlC2的反应机理。结果表明:利用SPS技术,在1 350℃保温10min的条件下,可以获得致密度大于99%的层状致密单相Ti3AlC2材料。最终产物中TiC的残留与原料中C含量有密切关系,适当降低原料中C含量有利于最终产物中TiC的消除。致密单相三元层状化合物Ti3AlC2的合成过程中,AlTi3和TiAl是形成TiC和Ti2AlC的主要中间相,而Ti3AlC2是由TiC与Ti2AlC反应生成的。     

基于钛碳化铝复合材料的体育器材摩擦磨损性能分析

体育器材在使用过程中容易受到不同程度的摩擦磨损,从而导致器材的使用寿命变短.所以为了增强体育器材的抗磨损性能,文章通过实验研究的方式对钛碳化铝复合材料的摩擦磨损性能进行分析.实验结果表明,钛碳化铝复合材料摩擦磨损性能服从微凸体干涉机制,并且当滑动速度不断增加时,材料摩擦表明会形成一种氧化物薄膜,具有降低材料摩擦阻力的作...     

用后铝碳质下滑板的显微结构研究

选取国内某钢厂使用3次后的下滑板残砖,利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)对滑板铸孔和板面用后侵蚀状况、显微结构变化和元素组成差异进行观察和分析。结果发现:下滑板反应层中形成了正八面体的铁铝尖晶石新结构;材料内部生成的纤维状碳化铝和颗粒状氧化铝能强化基质,提高抵抗熔渣侵蚀能力。     

液态聚碳硅烷制备含铝碳化硅陶瓷前驱体——聚铝碳硅烷

通过液态聚碳硅烷与乙酰丙酮铝反应,合成了一系列的聚铝碳硅烷,考察了原料配比和反应温度的影响.结果显示:改变合成温度或乙酰丙酮铝的加入量,聚铝碳硅烷呈现从液态到固态的转变.增加乙酰丙酮铝的配比或提高合成温度,可增加聚铝碳硅烷中铝的质量分数,在360℃合成的产物中铝的质量分数接近理论值;增加铝的质量分数或提高合成温度,可增大聚铝碳硅烷的分子量及其多分散系数.360℃以下聚铝碳硅烷的数均分子量随着铝的质量分数的增加呈线性增加.红外光谱及核磁共振分析结果均显示,铝元素的引入伴随着Si-H键的消耗,通过AlO_x(x=4,5,6)基团使液态聚碳硅烷分子部分交联长大,高铝含量的样品具有较高的交联程度.     

SiC陶瓷先驱体聚铝碳硅烷的合成及其陶瓷化

聚硅碳硅烷(polysilacarbosilane,PSCS)与乙酰丙酮铝[Al(AcAc)3]反应制备了含铝SiC陶瓷的先驱体聚铝碳硅烷(polyaluminocarbosilane,PACS),化学式为SiC2.01H7.66O0.13Al0.018,相对分子质量Mr=2265。PACS中主要存在如下结构:—Si(CH3)2—CH2—,—Si(CH3)·(H)—CH2—。PACS在N2气中的陶瓷化表明:600℃以下PACS是有机状态;900℃时,PACS中C—H,Si—CH3结构消失,PACS基本完成了无机化;1300℃左右PACS完全脱H,真正完成了无机化,转化为SiC陶瓷。1300℃以下陶瓷化产物的X射线衍射线很宽,产物为不定型结构。1500℃以上的陶瓷化产物为结晶度较高的SiC陶瓷。     

镁铝尖晶石对铝钛渣合成钛酸铝的影响

为降低合成钛酸铝材料的原料成本,以铁合金厂铝钛渣为主要原料,按71.5%(w)铝钛渣和28.5%(w)二氧化钛粉的基础配方,分别外加质量分数1%、2%、3%和4%的添加剂镁铝尖晶石,以聚乙烯醇溶液为结合剂,经湿磨、干燥、机压成型后,分别在1 400、1 450和1 500℃保温2 h合成了钛酸铝材料,然后检测其体积密度和显气孔率,运用XRD和SEM分析物相组成和显微结构,并运用X’Pert Plus软件计算钛酸铝的晶格常数。结果表明:镁铝尖晶石中Mg2+对钛酸铝中Ti4+的置换作用导致钛酸铝的晶格常数增大,晶格发生畸变,从而促进钛酸铝的合成及其烧结;随着合成温度的升高,上述置换作用和促进钛酸铝合成、烧结的效应增强。     

沥青炭基C/C复合材料的载流摩擦磨损性能

通过对纯沥青炭基C/C复合材料、含炭黑沥青炭基C/C复合材料和添加氯化铁的沥青炭基C/C复合材料的载流摩擦磨损实验,发现含炭黑沥青炭基C/C复合材料的摩擦系数和磨损量最大,纯沥青炭基C/C复合材料的摩擦系数和磨损量次之,添加氯化铁的沥青炭基C/C复合材料的摩擦系数和磨损量最小,并对3种沥青炭基C/C复合材料的摩擦磨损机理进行了讨论。     

Sialon及SiC陶瓷对金属摩擦副磨损性能的研究

为了使结构陶瓷能够在汽车发动机的某些摩擦副中得到应用,对Sialon(Si_3N_4基陶瓷)及SiC结构陶瓷对钢的摩擦副的摩擦磨损性能进行了研究。还作了钢对钢及冷激铸铁对钢的摩擦磨损性能的对比试验。结果表明:Sialon及SiC陶瓷对钢的摩擦系数比钢对钢及冷激铸铁对钢的摩擦系数小。在抗磨损性能方面,Sialon及SiC陶瓷试块即使在试验载荷比钢及冷激铸铁试块大的情况下,不但陶瓷试块的磨损量比金属试块的磨损量要小得多,而且与陶瓷试块相匹配的钢环的磨损量也比与金属试块相匹配的钢环的磨损量要小。用上述结构陶瓷材料制成汽车发动机中的某些零件以代替金属零件,不仅陶瓷零件本身耐磨性好,而且与陶瓷零件匹配的金属零件的磨损也会减小。     

Sialon陶瓷干摩擦磨损特性初探

本文研究了销-盘式sialon陶瓷摩擦副的干摩擦磨损随环境温度变化的特性。实验测定了摩擦副在空气中、室温到600℃环境温度下的摩擦系数和磨损因子。用SEM、TEM和X射线衍射技术观察和分析了磨损前后摩擦副的表面形貌、截面特征、磨屑的形状和磨屑及磨痕的相组成。本文试图揭示该材料的摩擦磨损随环境温度变化的特性并初步探讨磨损机理。实验结果表明:sialon陶瓷的主要磨损机理是断裂层离。     

炭/炭复合材料的摩擦磨损性能及应用

论述了炭／炭复合材料的特点，结合该材料在飞机刹车盘中的具体应用，讨论了炭／炭复合材料在不同环境气氛下的摩擦磨损行为及其影响因素，并阐明了炭／炭复合材料的研究现状和尚需解决的问题。     

Al_2O_3–SiC复相陶瓷的摩擦磨损特性

用真空热压工艺制备了Al2O3-SiC复相陶瓷.对热压烧结的纯Al2O3以及Al2O3-SiC复相陶瓷进行了摩擦磨损实验,研究了SiC添加量对复 相陶瓷摩擦磨损性能的影响.结果表明:在压力为25 MPa,1635℃热压烧结1h,当SiC的质量含量为5%时,Al2O3-SiC复相陶瓷的耐磨性最佳,虽摩擦系数最大(0.61,Al2O3则为0.46),但磨损率(WR)仪为5×10-4mm3/(N·m).Al2O3-SiC复合材料的磨损机理为脆性断裂引起的磨粒磨损,材料的 WR与断裂韧性(KIc)和Vickers硬度(Hv)的乘积(KIc1/2HV5/8)成反比.     

莫来石对Y-TZP陶瓷摩擦磨损性能的影响

用环-块摩擦磨损试验机在室温下研究了莫来石弥散钇稳定四方氧化锆多晶陶瓷(mullite dispersed yttria stabillized tetragonal zirconia polycrystal,MDZ)与高铬铸铁(high chromium cast iron,HCCI)摩擦副在2％(质量分数)SiO2磨粒的5％NaOH溶液中的摩擦磨损性能。结果表明：载荷在100-500N范围内,含15％(质量分数,下同)莫来石的15 MDZ复合陶瓷的耐磨性明显优于20 MDZ(含有20％莫来石)。载荷500N下,虽然3Y-TZP(yttria stabillized tetragonal zirconia polycrystal,含3％摩尔分数氧化钇)中弥散15％莫来石后力学性能下降,但耐磨性提高。柱状莫来石对耐磨性的主要贡献是：具有承载作用;阻碍裂纹扩展;折断的柱状莫来石的“滚针轴承”作用减轻磨擦副之间的摩擦磨损。MDZ复合陶瓷的主要磨损机制为微观犁削和柱状莫来石晶粒脱落。     

Al2O3/TiC复合陶瓷拉丝模材料的摩擦磨损性能

采用热压法制备出Al2O3/TiC复合陶瓷材料,该材料具有良好的综合力学性能,抗弯强度为850MPa,断裂韧性为4.9MPa·mi/2.由高速环块磨损试验机对其摩擦磨损行为及其磨损机理作了试验研究.用扫描电镜观察了磨损表面形貌.结果表明Al2O3/TiC复合陶瓷拉丝模材料磨损率随试验转速升高而下降,但压力变化对磨损率的影响不大.Al2O3/TiC复合陶瓷拉丝模材料磨损机理主要是脆性脱落和犁沟,具有良好的耐磨性.是制备拉丝模的优良材料.     

碳纳米管/环氧树脂复合材料摩擦磨损性能的研究

环氧树脂由于固化后呈现出三维交联网络结构,导致其耐磨性能较差,限制了其广泛应用.为了克服上述缺点,本文主要研究了功能化碳纳米管的加入和表面化学复合镀对环氧树脂复合材料摩擦磨损性能的影响.研究发现,添加0.5wt％的胺基化碳纳米管/环氧树脂复合材料的摩擦系数和磨损率分别为0.314和0.93×10-4g·min-1.与纯的环氧树脂相比,其磨损率降低了41.3％.因此,碳纳米管的加入可以有效的降低环氧树脂的摩擦系数和磨损率.与此同时,通过表面化学复合镀技术在复合材料表面涂覆Ni-P-CNTs复合镀层,Ni-P-CNTs镀层进一步起到了减磨耐磨的效果.因此,将碳纳米管添加到环氧树脂中和表面化学复合镀技术相结合是一种有效的提高环氧树脂耐磨性的方法.     

Ti3AlC2的制备与微观结构

热压烧结不同原料制备Ti3AlC2,结果表明热压烧结Ti,Al,C原始粉很难得到高纯致密的Ti3AlC2.当以TiC代替C和部分Ti,并掺加摩尔比为0.1～0.2的Si时,可以得到致密的单相材料.掺加的Si均匀分布在基体中,形成固溶体Ti2.76Al078Si0.22C2.烧结试样的晶体为层片状结构,1 300℃和1 400℃烧结试样的晶粒尺寸分别为6～8 μm和15～20 μm.材料的vicker硬度为3.3～5.0 GPa,弹性模量为289GPa,抗压强度为785 MPa,抗弯强度为375 MPa,断裂韧性为7.0 MPa·m1/2.     

Al2O3／TiB2陶瓷材料的高温摩擦磨损特性研究

研究了Ａｌ２Ｏ３／ＴｉＢ２陶瓷材料与硬质合金往复滑动摩擦时，在不同氢气和温度条件下的摩擦磨损特性，结果表明：随温度和气氛不同，材料的摩擦系数有着不同的变化规律。在高温空气气氛中摩擦时，ＴｉＢ２氧化生成的表面氧化膜可起到固体润滑剂的作用，并且能阻止Ｃｏ的扩用，减轻粘着，因而能降低摩擦系数并有利于提高材料的耐磨性能；而在高温氮气气氛中摩擦时，由于硬质合金中的Ｃｏｐ扩散到陶瓷材料中，使材料产生粘着磨损和     

氧化锆陶瓷的摩擦磨损性能

研究了ＺｒＯ２砂同工况条件下的摩擦磨损特性。运用扫描电镜，Ｘ射线衍射技术等来观察和分析磨损前后摩擦副的表面形貌、截面特征、磨悄形状及其相组成，从而分析磨损的机制。实验结果表明：干摩擦磨损和加水润滑的摩擦磨损主要机制是粘着磨损和疲劳磨损机制，并随着工况的