熔渗法制备Ti_3SiC_2材料及性能影响因素

采用熔渗反应烧结技术制备了Ti3SiC2材料,并对影响制备材料性能的因素进行了分析.研究结果表明:在熔渗温度为1500℃、熔渗高度为6mm时,最佳熔渗保温时间应为30min;随着制备试样中Ti3SiC2相的逐渐增多,材料的抗弯性能明显提高;随着试验压力的增加,Ti3SiC2材料的摩擦因数和磨损率均呈现先增加后减小的趋势,在试验压力为30N时摩擦因数最大,压力为40N时磨损率最大;摩擦表面连续氧化膜的生成有助于减轻Ti3SiC2材料的磨损.     

纳米SiC含量对Ti3SiC2/Al复合材料摩擦磨损特性的影响

采用SPS方法制备出SiC和Ti3SiC2双相增强Al基复合材料,并在MM-200型摩擦磨损实验机上进行干摩擦试验。研究了不同含量SiC对Ti3SiC2/Al复合材料组织及耐磨性的影响,结果表明,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。复合材料具有良好的摩擦磨损性能,烧结温度为550℃,SiC的体积分数从0.5%上升到2%时,复合材料的摩擦系数从0.34降到0.285,降低16.2%。烧结温度为400℃,SiC的体积分数从0.5%上升到2%时,复合材料的磨损量从0.0079降到0.0039,降低50.63%。     

WC-Ni/SiC摩擦副滑动摩擦性能

以WC-(5,7,9)Ni硬质合金与SiC陶瓷材料为摩擦副,在MMU-10型屏显式材料端面摩擦磨损试验机上,研究该摩擦副材料在干摩擦条件下,不同压强、不同滑动速度时的摩擦磨损行为,利用扫描电子显微镜观察磨损后的表面形貌.结果表明:当压强一定时,随着滑动速度的增加,WC-Ni/SiC摩擦副的摩擦因数逐渐下降,并趋于平稳;当滑动速度一定时,随着试验压强P的增加,摩擦因数逐渐减小;摩擦因数还随合金中Ni含量的增加而增大;硬质合金的磨损量随材料的硬度降低而增大;当滑动速度0.95 m/s时,摩擦副材料的磨损机制与合金成分和试验压强P有关,当p=0.015 MPa时,WC-5Ni/SiC为粘着磨损,WC-7Ni/SiC和WC-9Ni/SiC表现为粘着和磨粒磨损综合作用机制;当p=0.60 MPa时,3种摩擦副的磨损机制主要是磨粒磨损.     

不同纯度Ti3SiC2的摩擦磨损行为

利用盘块式高速摩擦试验机,在滑动速度为20 m/s、法向载荷范围为0.2～0.8 MPa的条件下,试验研究了高纯度钛硅碳Ti3SiC2材料及含碳化钛TiC的Ti3SiC2材料的摩擦与磨损行为.两种材料的摩擦系数随着压力的增大都呈现出先增加后平缓减小的趋势,高纯度Ti3SiC2材料的磨损率随着压力的增加呈减小趋势,而含TiC的Ti3SiC2材料的磨损率随着压力增加呈先减小后增加的趋势.扫描电镜(SEM)和X-射线衍射(XRD)的观察和分析结果表明,在Ti3SiC2的摩擦表面有摩擦生成氧化层的存在.该氧化层具有降低摩擦系数和磨损率的自润滑作用.     

三维网络SiC陶瓷/金属复合材料摩擦性能的研究

以三维网络SiC陶瓷/Fe-Cu合金复合材料作为静片、三维网络SiC陶瓷/40Cr复合材料作为动片,研究了法向载荷、摩擦时间和pv值对该材料体系摩擦因数的影响以及摩擦次数对静片磨损量的影响,并采用金相显微镜观察了复合材料的显微结构和磨损表面形貌,分析了材料的摩擦磨损性能和磨损机理.结果表明:该摩擦副的稳定摩擦因数在0.33~0.35之间,摩擦过程中材料的磨损机理以磨粒磨损和粘着磨损为主,材料表面摩擦形成的氧化层硬度较高,是该材料耐磨性能优良的主要原因.     

喷射沉积SiCP/Al-Si复合材料干滑动磨损性能的研究

采用喷射沉积法制备SiCP体积分数为15％,Si质量分数分别为7％,13％和20％的SiCP/Al-Si复合材料,并经热挤压致密化加工.采用环-块式摩擦试验机对复合材料的干滑动摩擦磨损性能进行了测试分析,滑动速度为1 m/s,外加戴荷分别为10,50,100,120,150、200和220 N,同时对摩擦层的显微组织和形貌以及复合材料磨损机制进行了分析.结果表明,随着复合材料基体中Si含量的增加,复合材料的磨损性能增强,在低戴荷下,复合材料主要以氧化磨损和磨粒磨损为主,在高载荷下,磨损机制则转变为粘着磨损,但对于SiCP/Al-20％Si复合材料仍以氧化磨损为主,并伴有轻微的粘着磨损.     

铜基石墨密封材料的摩擦磨损性能研究

为研究液体火箭发动机密封材料——铜基石墨材料的摩擦磨损规律,采用销盘试验考察了铜基石墨材料在干摩擦和水润滑条件下的摩擦磨损性能和磨损机理,探讨了速度、载荷、摩擦温升对材料摩擦磨损性能的影响,结果表明:水润滑条件下不易形成铜基石墨转移膜,所以水润滑时的摩擦因数比干摩擦时的摩擦因数大;水润滑下,磨损机理为黏着和磨粒磨损,适当增加载荷、降低速度有利于降低铜基石墨材料的磨损率;干摩擦下,磨损机理为黏着磨损,适当降低载荷、提高速度有利于降低铜基石墨材料的磨损率。     

炭/炭复合材料熔融渗Si研究

为了改善航空刹车副用炭/炭复合材料的摩擦磨损性能,对A,B 2种试样进行了渗Si处理.在试样A的摩擦磨损试验中,其线性磨损由原来的42 μm/次降低到17.56 μm/次,摩擦因数较稳定,均为0.36,并且摩擦磨损曲线的线型较好;试样B渗Si后也比渗Si前的摩擦磨损曲线线型好,同时解决了摩擦时的振动问题,但随试样中所生成SiC含量的增加,其摩擦因数由0.40→0.34→0.30降低,静盘线性磨损量由2.0→21.21→69.33 μm增加,对应的动盘线性磨损量也由1.4→23.12→52.85 μm增加.并从摩擦磨损的机理上进行了分析.实验结果表明,摩擦磨损性能一方面受A,B 2种试样的结构性能影响;另一方面是由渗Si后所生成SiC的性能和不同结构决定的.     

一种高性能烧结摩擦材料摩擦剂的选择

合理选择摩擦组元对改善高性能金属基烧结摩擦材料的性能至关重要.采用粉末冶金工艺制备了以SiO2,SiC,B4C等为摩擦剂的金属基烧结摩擦材料,研究了该摩擦组元对材料的机械性能特别是摩擦磨损性能的影响,探讨了其作用机理.研究结果表明同时添加SiO2,SiC,B4C作摩擦剂的材料比单独添加SiO2,SiC或SiO2+SiC的材料综合性能优异得多.这是由于除了SiO2,SiC作为摩擦组元具有一些优良性能外,B4C与铁在烧结温度下反应生成了一种高硬度的金属间化合物Fe2B,其综合作用结果使该材料的摩擦因数比其他3种材料高出30%～40%,摩擦因数稳定度高出20%～60%,且磨损小,是一种理想的、可广泛应用于各种高能重载工况下工作的高性能摩擦材料.     

纳米炭黑/聚酰亚胺复合材料的摩擦磨损性能

采用原位聚合法制备纳米炭黑(CB)/聚酰亚胺(PI)复合材料,使用摩擦磨损试验机、傅里叶红外光谱仪(FT-IR)和扫描电子显微镜(SEM)对复合材料进行表征,并考察润滑条件、载荷、线性滑动速率对复合材料摩擦磨损性能的影响。结果表明:在油润滑、高载荷以及高滑动速率条件下复合材料的摩擦磨损性能较好;随着CB质量分数的提高,纳米CB/PI复合材料的摩擦磨损性能得到提高。当纳米CB质量分数为4.5%时,纳米CB/PI复合材料摩擦因数为0.146,磨损率为2.29×10-14m3/(N·m)。