TiB-,2--ZrO-,2--SiC-,p-復(fù)相陶瓷的結(jié)構(gòu)性能及磨損行為研究.pdf

1、以TiB2、ZrO2和SiCp粉末為原料，采用熱壓燒結(jié)法制備了TiB2-ZrO2-SiCp復(fù)相陶瓷材料。研究了不同燒結(jié)工藝、氧化鋯及碳化硅百分含量對TiB2-ZrO2-SiCp復(fù)相陶瓷的力學(xué)性能及微觀組織的影響。此外，還對樣品在無潤滑條件下的摩擦磨損行為進(jìn)行了試驗研究。 熱壓燒結(jié)工藝參數(shù)即溫度和壓力對樣品的致密度和力學(xué)性能有顯著影響。在第二種燒結(jié)制度下（1800℃和20MPa），樣品的相對密度、硬度、三點(diǎn)彎曲強(qiáng)度及斷裂韌性等力學(xué)

2、性能指標(biāo)均明顯比第一種燒結(jié)制度（1700℃和15MPa）下樣品的高；另外，第二種燒結(jié)制度下樣品的磨損性能也明顯好于第一種燒結(jié)制度下樣品的磨損性能。樣品的SEM分析表明，在第二種燒結(jié)制度下，樣品具有更加致密的微觀結(jié)構(gòu)。 ZrO2和SiCp顆粒對樣品的力學(xué)性能和磨損性能也產(chǎn)生一定的影響。通過比較TiB2/ZrO2/SiCp的比例為7/0/3、6/1/3、5/2/3的樣品發(fā)現(xiàn)，當(dāng)碳化硅含量為30％時，隨著氧化鋯含量的增加，復(fù)相陶瓷材料

3、的力學(xué)性能呈下降趨勢；而三者磨損性能幾乎相當(dāng)，這與碳化硅顆粒削弱氧化鋯相變增韌效應(yīng)有關(guān)。另外，TiB2/ZrO2/SiCp的比例為7/3/0、6/3/1、5/3/2的樣品之間的比較也表明，當(dāng)氧化鋯含量為30％時，復(fù)相陶瓷材料的力學(xué)性能隨碳化硅含量先增加后下降，當(dāng)碳化硅含量為10％時，樣品的力學(xué)性能最佳；而三者磨損率則隨碳化硅含量的增加而下降。 樣品的微觀結(jié)構(gòu)分析及強(qiáng)韌化機(jī)理分析表明，在TiB2-ZrO2-SiCp復(fù)相陶瓷中，為了

4、充分發(fā)揮氧化鋯的相變增韌和碳化硅納米顆粒彌散強(qiáng)化作用，必須合理控制二者在復(fù)相陶瓷中的比例。結(jié)果表明，當(dāng)TiB2/ZrO2/SiCp的比例為6/3/1或5/4/1時，樣品的綜合力學(xué)性能較佳，同時磨損性能也較佳。 在無潤滑條件下的磨損試驗結(jié)果表明，TiB2-ZrO2-SiCp復(fù)相陶瓷的磨損機(jī)理主要包括塑性變形、粘著磨損、磨粒磨損和脆性斷裂。然而，對各種不同樣品而言，起主導(dǎo)作用的磨損機(jī)制有所差別。另外，對于所有樣品而言，磨損表面均有金