Ti3SiC2-SiC复合材料的耐磨擦磨损性能

doi:10.3724/SP.J.1077.2008.01147

无机材料学报

Ti₃SiC₂-SiC复合材料的耐磨擦磨损性能

张建峰¹, 施璐^1,2, 王连军¹, 江莞¹, 陈立东¹

1. 中国科学院上海硅酸盐研究所, 高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室,
上海 200050; 2. 中国科学院研究生院, 北京 100049

收稿日期:2008-01-15 修回日期:2008-04-29 出版日期:2008-11-20 网络出版日期:2008-11-20

Friction and Wear Resistance of Ti₃SiC₂-SiC Composites

ZHANG Jian-Feng¹, SHI Lu^1,2, WANG Lian-Jun¹, JIANG Wan¹, CHEN Li-Dong¹

1. Shanghai Institute of Ceramics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200050, China; 2. Graduate University of the Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China

Received:2008-01-15 Revised:2008-04-29 Published:2008-11-20 Online:2008-11-20

摘要/Abstract

摘要： 以商用硅粉、碳粉、钛粉以及少量的铝粉为原料, 利用放电等离子烧结技术原位反应制备了Ti₃SiC₂-SiC复合材料. 利用盘销式摩擦磨损实验机测试了Ti₃SiC₂-SiC复合材料的耐摩擦磨损性能. 结果表明: 随着SiC含量的增加, 材料相对于硬化钢的摩擦系数和磨损系数均呈下降趋势, 这表明SiC的引入提高了复合材料的抗摩擦磨损性能. Ti₃SiC₂单相材料摩擦系数在0.8～1.0之间, 而Ti₃SiC₂-40vol% SiC复合材料在稳态下的摩擦系数达到了0.5, Ti₃SiC₂-40vol% SiC复合材料相对于Ti₃SiC₂单相材料的磨损系数下降了一个数量级. Ti₃SiC₂-SiC复合材料的高抗磨损性归因于磨损类型的改变以及SiC良好的抗氧化性能.

关键词: 微观结构, SPS, Ti₃SiC₂-SiC复合材料, 摩擦磨损机理

Abstract: Ti₃SiC₂-SiC composites were in situ fabricated by spark plasma sintering technique from the raw powders of Ti, Si, C and small amounts of Al. Pin-disk friction and wear tests were conducted on Ti₃SiC₂-SiC composites. Testing results indicate that the friction coefficients and wear rates decrease with the increasing SiC contents for the Ti₃SiC₂-SiC composites against hardened steel, which indicates that the addition of SiC improves the friction and wear resistance of Ti₃SiC₂-SiC composites. The friction coefficient of Ti₃SiC₂ is a relatively stable value ranging from 0.8 to 1.0, while that of Ti₃SiC₂-40vol% SiC composites displays minimum value of 0.5 at stable state. The wear rates decrease one order of magnitude for Ti₃SiC₂-40vol% SiC compared with monolithic Ti₃SiC₂. The improvement of the wear resistance of Ti₃SiC₂-SiC composites is due to the wear mechanism transition and good anti-oxidation of SiC.

Key words: microstructure, Ti₃SiC₂-SiC composite, SPS, friction and wear mechanism

中图分类号:

TB332

张建峰,施璐,王连军,江莞,陈立东. Ti₃SiC₂-SiC复合材料的耐磨擦磨损性能[J]. 无机材料学报, DOI: 10.3724/SP.J.1077.2008.01147.

ZHANG Jian-Feng,SHI Lu,WANG Lian-Jun,JIANG Wan,CHEN Li-Dong. Friction and Wear Resistance of Ti₃SiC₂-SiC Composites[J]. Journal of Inorganic Materials, DOI: 10.3724/SP.J.1077.2008.01147.

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Ti₃SiC₂-SiC复合材料的耐磨擦磨损性能

Friction and Wear Resistance of Ti₃SiC₂-SiC Composites

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