Fe3Si-Cu復(fù)合材料的制備及其摩擦磨損性能研究.pdf

1、金屬間化合物Fe3Si基有序合金具有高熔點(diǎn)、良好的耐磨性和高溫抗氧化性等優(yōu)點(diǎn)，是潛在的高溫結(jié)構(gòu)材料。由于Fe3Si基有序合金的組成元素價(jià)格低廉，因此具有較好的工程應(yīng)用前景。但是，作為高溫有序金屬間化合物合金的一種，F(xiàn)e3Si硬而脆的性質(zhì)限制了其實(shí)際應(yīng)用。因此，改善Fe3Si的脆性，同時(shí)研究其在其摩擦學(xué)性能已成為Fe3Si基合金材料最重要的基礎(chǔ)性工作之一。
　　 本研究采用機(jī)械合金化以及SPS燒結(jié)方法制備了Fe3Si-Cu基復(fù)合材

2、料，重點(diǎn)考察了機(jī)械合金化技術(shù)制備的Fe3Si基合金粉末的粒度及SPS燒結(jié)制備的Fe3Si基塊體材料的組織結(jié)構(gòu)、摩擦學(xué)性能，得到如下幾條具有較重要意義的結(jié)論：
　　 首先，基于合金化改性原理，本論文研究了球磨時(shí)間對(duì)Fe3Si-Cu復(fù)合材料機(jī)械合金化過(guò)程及其粒度的影響。結(jié)果表明，采用機(jī)械合金化工藝可以制備出亞微米級(jí)別的Fe3Si-Cu復(fù)合材料粉體。其中，經(jīng)高能球磨的Fe3Si-Cu粉末有Fe-Si和Cu-Si置換固溶體生成。

3、　　 其次，基于研究Fe3Si基有序合金摩擦學(xué)性能的考慮，采用SPS燒結(jié)技術(shù)制備了Fe3Si-Cu復(fù)合材料，研究了其微觀結(jié)構(gòu)。研究結(jié)果表明，經(jīng)SPS燒結(jié)，復(fù)合粉末反應(yīng)生成Fe3Si，其中Cu均勻分布在基體間，并且隨著球磨時(shí)間的延長(zhǎng)，燒結(jié)材料的硬度越高。
　　 最后，研究了Fe3Si-Cu復(fù)合材料與Si3N4配副時(shí)在室溫下的干摩擦學(xué)性能。研究發(fā)現(xiàn)，材料的表面粗糙度會(huì)影響其接觸狀態(tài)，對(duì)于彈性或彈塑性接觸的干摩擦，表面粗糙度越低，材