Al2O3基陶瓷材料表面織構(gòu)的制備及其摩擦磨損特性研究.pdf

1、利用激光加工技術(shù)在兩種不同組分的Al2O3基陶瓷材料Al2O3/TiC試樣(AT)和Al2O3/(Ti，W)C試樣(AW)的表面制備了不同密度的連續(xù)型和斷續(xù)型織構(gòu)陣列，系統(tǒng)地研究了織構(gòu)化陶瓷材料的摩擦磨損特性，分析了不同的織構(gòu)形貌對(duì)陶瓷材料的摩擦性能的影響，并揭示了織構(gòu)化陶瓷材料的磨損機(jī)理。
　　首先，采用激光加工技術(shù)在AT、AW試樣上進(jìn)行織構(gòu)制備，研究了不同的激光制備工藝參數(shù)（掃描功率、掃描速度、脈沖頻率、掃描次數(shù)）對(duì)兩種陶瓷材

2、料表面織構(gòu)的幾何尺寸、表面質(zhì)量的影響，通過對(duì)比分析得出了最佳的制備工藝參數(shù):掃描功率10W，掃描速度100 mm/s，脈沖頻率50 kHz，掃描次數(shù)1次，在該參數(shù)下制備出的織構(gòu)寬度和深度都在30μm左右。利用最佳的制備參數(shù)在AT試樣上制備出連續(xù)型織構(gòu)陣列(AT-TL)和斷續(xù)性織構(gòu)陣列(AT-TU)，在AW試樣上制備了連續(xù)型織構(gòu)陣列(AW-TL)和斷續(xù)型織構(gòu)陣列(AW-TU)，每種陣列均制備四種面積密度:5％、10％、20％和40％。

3、r>　　借助多功能摩擦試驗(yàn)機(jī)，對(duì)織構(gòu)化陶瓷材料的摩擦性能進(jìn)行了研究。研究表明:在干摩擦條件下，所有的織構(gòu)化陶瓷試樣都能夠降低滑動(dòng)過程中的摩擦系數(shù)，織構(gòu)密度對(duì)摩擦系數(shù)的影響顯著;織構(gòu)和潤(rùn)滑脂結(jié)合能夠顯著降低滑動(dòng)過程中的摩擦系數(shù)，所有試樣的降低幅度都達(dá)到了50％以上;織構(gòu)形貌對(duì)摩擦系數(shù)有很大的影響，同種材料的斷續(xù)型織構(gòu)比連續(xù)性織構(gòu)表現(xiàn)出了更低的摩擦系數(shù);試驗(yàn)條件對(duì)摩擦系數(shù)的影響各異，連續(xù)型織構(gòu)在載荷適中的條件下能夠更好的發(fā)揮減摩效果，而斷續(xù)

4、型織構(gòu)則在重載條件下展現(xiàn)出了更加優(yōu)良的減摩性能，速度對(duì)織構(gòu)化試樣的減摩效果影響不大。
　　利用白光干涉儀和掃描電子顯微鏡(SEM)對(duì)試樣的磨損形貌和微觀組織進(jìn)行了觀測(cè)，并通過EDS掃描對(duì)表面元素的改變進(jìn)行分析研究，深入分析了兩種材質(zhì)的Al2O3基陶瓷織構(gòu)化表面的磨損機(jī)理。在干摩擦條件下，表面織構(gòu)加劇了對(duì)磨球的磨損，但同時(shí)起到了存儲(chǔ)磨屑的作用。隨著織構(gòu)密度的變化，織構(gòu)的這兩種作用存在一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的過程:密度過低或過高都會(huì)導(dǎo)致對(duì)磨球磨