结构陶瓷摩擦副摩擦磨损特性研究

来源 :浙江理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:a9249228
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着当今科学技术的高速发展,新材料已经成为高科技发展的基础。其中新型陶瓷材料以其高硬度、高耐磨、抗腐蚀和低密度,以及优异的化学稳定性和高温下优良的力学性能等优点,正在逐渐被人们认识,尤其作为耐磨损材料,在许多领域得到了广泛的应用。但在使用过程中发现,不同陶瓷材料以及在同种陶瓷材料基础上添加不同成分制备而成的陶瓷,其组成摩擦副的摩擦磨损性能是不同的。另外由于大量的摩擦副在使用中都采用了不同形式的润滑,干摩擦在许多情况下只是摩擦副工作的一种特殊与极端的服役条件,虽然不断有研究报道涉及,但仍缺乏系统的研究。因此,寻求干摩擦条件下的最优摩擦副,日益引起人们的重视。 本文以A12O3、Si3N4、SiC和ZrO2陶瓷材料为研究对象,以纯Si3N4陶瓷球为摩擦对偶件,对四组摩擦副进行了干摩擦磨损性能研究,并在A12O3/Si3N4、Si3N4/Si3N4两组摩擦副的基础上,分别引入了不同的二相增强增韧颗粒(Ti(C,N)、SiC、ZrO2、TiC),共组成八对摩擦副:A12O3/Si3N4、A12O3-Ti(C,N)/Si3N4、A12O3-SiC/Si3N4、ZTA/Si3N4、Si3N4/Si3N4、Si3N4-TiC/Si3N4、SiC/Si3N4、ZrO2/Si3N4。重点分析了增强相种类对A12O3/Si3N4、Si3N4/Si3N4基础陶瓷摩擦副干摩擦磨损性能的影响,并探讨了各种陶瓷材料的磨损机理。 在室温、干摩擦、恒定转速、载荷变化的条件下对不同摩擦副进行球-块摩擦磨损实验,通过对不同摩擦副的摩擦系数、磨损率随载荷变化的关系曲线以及磨损形貌的电镜分析表明: 添加不同成分的A12O3、Si3N4基陶瓷材料的摩擦系数和磨损率均有不同程度改变。A12O3基陶瓷材料的摩擦系数和磨损率随载荷的增加而增大,其中添加增韧补强剂的AlO3基陶瓷材料相对纯A12O3陶瓷而言,摩擦系数和磨损率值较低;Si3N4基陶瓷材料的磨损率随载荷的增加均增大,摩擦系数变化趋势稍有不同,Si3N4的摩擦系数随载荷增加而下降,Si3N4-TiC随载荷增加而增大,在低载荷时摩擦系数仅为0.29,磨损率数量级10-9cm3/m·N,表现出优良的耐磨性能。以上结果表明不同增强相的引入对陶瓷摩擦副的摩擦磨损性能有很大影响。 通过对磨损实验结果的分析,对各组摩擦副的磨损等级分别进行了划分,揭示了各摩擦副存在磨粒磨损、粘着磨损、晶粒脆性断裂和脱落、分层磨损等摩擦磨损过程。其中,对于纯A12O3陶瓷磨损机理主要是以脆性断裂和晶粒剥落为主;而对于颗粒增韧的A12O3-SiC、A12O3-Ti(C,N)陶瓷主要是磨粒磨损;ZrO2相变增韧的ZTA陶瓷材料以磨粒磨损和粘着磨损为主。Si3N4磨损机制主要是磨粒对试样表面的微观犁削和脆性剥落,对于Si3N4-TiC陶瓷材料而言磨粒犁削基体后,造成了硬质相TiC颗粒剥落,随后剥落的TiC颗粒又作为磨粒对试样产生更大的磨损。 通过八对摩擦副摩擦磨损性能的研究以及不同增强相的添加对摩擦副影响的分析,进一步丰富和完善了摩擦学研究数据,为选择陶瓷摩擦副提供了相关的参考和依据。
其他文献
X射线探伤技术是无损探伤技术的一种,其原理就是在不损坏被检测工件的前提下,检测工件内部是否存在缺陷,而且还可以确定被检测件缺陷的具体位置以及形状和大小等。在工业生产中,很多重要的设备的原材料、零部件以及焊缝等都需要进行必要的无损探伤,X射线探伤技术在航空、航天、兵器、化工、冶金、船舶、铁道以及核工业等多个领域内应用广泛。枪管类零件X射线探伤机主要由射线源系统、探测器系统、机械运动系统、数据采集系统
随着我国城市建筑的高速发展,人们对于环境保护的意识越来越强.本文以目前我国的建筑装饰行业发展情况为依据,就新型节能环保装饰材料的特点进行了分析.探究了新型节能环保材
近年来并联机床的发展已成为机床研究领域的热点之一,与串联机床相比,并联机构具有刚度大、结构稳定、精度高、移动速度快、易于实现模块化设计等优势,在科学研究和工业生产中获