高溫自潤滑復合材料的制備及摩擦學性能的研究.pdf

1、MoS<,2>和石墨等常規(guī)固體潤滑劑在大氣中450℃以上因氧化而失去潤滑作用，隨著現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，特別是航空航天工業(yè)、空間技術的發(fā)展，要求零件能承受更高的溫度環(huán)境。開發(fā)耐高溫的固體潤滑材料就具有了很強的理論和應用價值，成為目前摩擦學領域的重點課題之一。 固體潤滑劑的使用方法有多種，包括利用各種制膜技術制成覆膜(濺射、等離子噴鍍和粘結劑粘結等)、直接將粉末固體潤滑劑添加到油脂中和制備成整體復合材料等。覆蓋膜的壽命較短，在油脂中潤滑

2、劑分散困難、易團聚，所以限制了它們的使用；由多種成分組成的復合材料可以克服以上不足，兼有固體潤滑劑良好的潤滑性能以及基體材料優(yōu)異的機械性能，但是不確定的因素卻很多(如潤滑劑和基體的種類及相互匹配，潤滑劑粒度、含量和分布，制備方法等)，需要進一步的深入研究。 鎳-鉻合金是一種性能優(yōu)異的高溫合金，作者將固體潤滑劑MoS2和I．a(chǎn)F3添加到鎳-鉻合金中，制備出了Ni-Cr基自潤滑復合材料并考察了其摩擦學性能，發(fā)現(xiàn)Ni-Cr基自潤滑復合

3、材料在中、常溫下靠MoS<,2>膜來潤滑；反應生成的氧化物NiMoO<,4>在高溫下起到潤滑作用。 由上可知，氧化物在高溫下有很好的潤滑效果。與MoS<,2>和石墨類似，YBa<,2>Cu<,3>O<,7>(YBCO)是具有類層狀結構的氧化物，有較大c/a比，有望成為新一代的高溫固體潤滑材料。但YBCO屬于陶瓷材料，其脆性和不易加工等急待改善。摻雜是改善陶瓷性能的一種簡單、高效的方法。目前，國內(nèi)外用金屬(Au、Ag、Pb等)來改

4、善YBCO加工性，把其放在Ag管中拉制成超導電纜，同時Ag的加入還可以提高其臨界電流密度和機械性能等的研究報道很多，但是對摩擦學性能方面的研究卻很少見，因此加強這方面的研究可以拓寬超導材料的應用領域，對開發(fā)其他新型固體潤滑材料有一定的借鑒意義。 本論文首先采用固相反應法制備出了YBCO粉體，XRD和SEM分析表明所制備的粉體均一、雜相少，滿足后續(xù)試驗的要求。通過綜合分析，優(yōu)選了金屬銀作為摻雜相，為了便于比較，銀分別以金屬銀粉和硝

5、酸銀晶體兩種方式引入到基體中，利用粉末冶金法制備出了YBCO/Ag金屬陶瓷自潤滑復合材料，并重點考察了復合材料的機械性能和摩擦學性能，探討了其增韌機理和摩擦機理。研究結果表明，摻雜金屬Ag有效地改善了高溫超導氧化物陶瓷YBCO的脆性，存在于晶粒問的Ag微粒起到黏結相的作用，有效抑制裂紋的萌生和擴展，對裂紋起彌合作用。從常溫到高溫，YBCO/Ag復合材料都表現(xiàn)出優(yōu)良的摩擦學性能，軟金屬膜+硬基體是其減摩耐磨機理。由AgNO<,3>晶體制備