Ti3SiC2材料在高溫氣冷堆模擬環(huán)境中的摩擦學(xué)性能研究.pdf

1、三元層狀化合物Ti3SiC2結(jié)合了金屬和陶瓷的優(yōu)異性能，具有潛在的工程應(yīng)用。本文利用商業(yè)Ti3SiC2粉末在1400℃氬氣氣氛保護下，施加30MPa壓力，保溫保壓90min成功制備出了致密的Ti3SiC2塊體。
　　本論文研究了在不同的測試條件下，Ti3SiC2與不同對磨體（包括 Ti3SiC2，Al2O3，Si3N4，SiC和GCr15軸承鋼）對磨時的干摩擦磨損性能。實驗發(fā)現(xiàn)，室溫下空氣中Ti3SiC2與不同對磨體材料滑動時展示

2、了明顯不同的摩擦學(xué)性能。摩擦副Ti3SiC2/SiC展示了最低的摩擦系數(shù)和磨損率，分別約為0.43和2.09×10?4mm3/Nm。
　　測試溫度對Ti3SiC2材料的干摩擦磨損性能也有影響。當(dāng)測試溫度為200℃時，摩擦副 Ti3SiC2/SiC的摩擦系數(shù)和磨損率稍有增加，當(dāng) Ti3SiC2與Ti3SiC2和 Si3N4相對滑動時，它們的摩擦系數(shù)和磨損率并沒有發(fā)生明顯的變化。但是在高溫下Ti3SiC2的磨損表面生成了更多的氧化物。

3、
　　同時，還采用自配副的方式研究了燒結(jié)溫度對Ti3SiC2的摩擦學(xué)性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)燒結(jié)溫度達到1400℃時，自配副Ti3SiC2/Ti3SiC2相對于其他燒結(jié)溫度下具有更低的摩擦系數(shù)和磨損率。研究同時發(fā)現(xiàn)，在不同的燒結(jié)溫度下，Ti3SiC2的摩擦系數(shù)和磨損率變化趨勢與它的密度和彎曲強度變化趨勢一致。因此，可以推斷認(rèn)為Ti3SiC2的力學(xué)性能對其摩擦學(xué)性能起決定性作用。
　　在室溫氬氣氣氛中，Ti3SiC2材料顯示出

4、完全不同的摩擦磨損特性。這五種摩擦副材料之間的摩擦系數(shù)相差僅有~0.2，這可能意味著在氬氣氣氛下，Ti3SiC2的摩擦系數(shù)不再取決于摩擦副材料，而是由Ti3SiC2材料本身決定。分析發(fā)現(xiàn)，在氬氣氣氛中，Ti3SiC2的磨損表面上僅有少量的氧化物生成，磨損機制主要為機械磨損。
　　在高溫氣冷堆模擬環(huán)境中，各個摩擦副的摩擦系數(shù)升高，但是摩擦副Ti3SiC2/Ti3SiC2，Ti3SiC2/SiC和Ti3SiC2/Al2O3的磨損率卻有