《b6滑复合材料的制备及摩擦学性能的研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《b6滑复合材料的制备及摩擦学性能的研究（64页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、江苏大学硕士学位论文高温自润滑复合材料的制备及摩擦学性能的研究姓名：姜春华申请学位级别：硕士专业：机械设计及理论指导教师：李长生20070609江苏大学硕士学位论文摘要M o S 2 和石墨等常规固体润滑剂在大气中4 5 0 。C 以上因氧化而失去润滑作用，随着现代工业的发展，特别是航空航天工业、空自J 技术的发展，要求零件能承受更高的温度环境。开发耐高温的固体润滑材料就具有了很强的理论和应用价值，成为目前摩擦学领域的重点课题之一。固体润滑剂的使用方法有多种，包括利用各种制膜技术制成覆膜( 溅射、等离子喷镀和粘结剂粘结等) 、直接将粉末固体润滑剂添加到油脂中和制备成整体复合材料等。覆盖膜的寿命
2、较短，在油脂中润滑剂分散困难、易团聚，所以限制了它们的使用；由多种成分组成的复合材料可以克服以上不足，兼有固体润滑剂良好的润滑性能以及基体材料优异的机械性能，但是不确定的因素却很多( 如润滑剂和基体的种类及相互匹配，润滑剂粒度、含量和分布，制备方法等) ，需要进一步的深入研究。镍一铬合金是一种性能优异的高温合金，作者将固体润滑剂M o S 2 和L a F 3 添加到镍一铬合金中，制备出了N i C r 基自润滑复合材料并考察了其摩擦学性能，发现N i C r 基自润滑复合材料在中、常温下靠M o S 2 膜来润滑；反应生成的氧化物N i M 0 0 4 在高温下起到润滑作用。由上可知，氧化物
3、在高温下有很好的润滑效果。与M o S 2 和石墨类似，Y B a 2 C u 3 0 7 ( Y B C O ) 是具有类层状结构的氧化物，有较大c a 比，有望成为新一代的高温固体润滑材料。但Y B C O 属于陶瓷材料，其脆性和不易加工等急待改善。掺杂是改善陶瓷性能的一种简单、高效的方法。目前，国内外用金属( A u 、A g 、P b 等) 来改善Y B C O 加工性，把其放在A g 管中拉制成超导电缆，同时A g 的加入还可以提高其临界电流密度和机械性能等的研究报道很多，但是对摩擦学性能方面的研究却很少见，因此加强这方面的研究可以拓宽超导材料的应用领域，对开发其他新型固体润滑材料有
4、一定的借鉴意义。本论文首先采用固相反应法制备出了Y B C O 粉体，X R D 和S E M 分析表明所制备的粉体均一、杂相少，满足后续试验的要求。通过综合分析，优选了金属银作为掺杂相，为了便于比较，银分别以金属银粉和硝酸银晶体两种方式引入到基体中，利用粉末冶金法制备出了Y B C O A g 金属陶瓷自润滑复合材料，并重点考察了复合材料的机械性能和摩擦学性能，探讨了其增韧机理和摩擦机理。研究结果表明，掺杂金属A g 有效地改善了高温超导氧化物陶瓷Y B C O 的脆性，存在于晶江苏大学硕士学位论文粒间的A g 微粒起到黏结相的作用，有效抑制裂纹的萌生和扩展，对裂纹起弥合作用。从常温到高温，
5、Y B C O A g 复合材料都表现出优良的摩擦学性能，软金属膜+硬基体足其减摩耐磨机理。由A g N 0 3 晶体制备出的复合材料基体内A g 微粒的粒径更小，分布更加均匀，团聚少，宏观上表现出更好的综合性能。关键字：摩擦学行为，固体润滑，金属一陶瓷，Y B a 2 C u 3 0 7 ，镍基合金，复合材料江苏大学硕士学位论文A B S T R A C TB e c a u s eo ft h eo x i d i z a t i o na b o v e4 5 0 i na i r , c o m m o ns o l i dl u b r i c a n ts u c ha sM o
6、S 2a n dg r a p h i t ew i l ll o s el u b r i c a t i o na c t i o n W i t ht h ed e v e l o p m e n to fm o d e mi n d u s t r y , e s p e c i a l l ya v i a t i o ni n d u s t r ya n ds p a c et e c h n o l o g y , t h e r ea r em a n yp a r t sa n ds p a c ed e v i c e sw o r k i n ga tc r i t i
7、 c a lc o n d i t i o n , w o r k i n gr e g u l a r l ya n dl i f e s p a no fs p a c ed e v i c e sd e p e n do nl u b r i c a t i n gs t a t e S or e s e a r c h d e v e l o pn e wl u b r i c a t e sa n di t sc o m p o s i t e sh a sm u c hv a l u ei na p p l i c a t i o na n dt h e o r ya r e a
8、s I ti so n eo ft h em o s ti m p o r t a n ts u b j e c t si nt r i b o l o g yf i e l d S o l i dl u b r i c a n t sc a nb eu s e di nm a n yr o u t e s ，f o re x a m p l e s ，c o v e rf i l mf a b r i c a t e db ya d h e s i v e s , a d d i t a t i o na d d e di n t oo i la n dg r e a s e ，c o m
9、p o s i t ep r e p a r e dw i t hs e v e r a lc o m p o n e n t s L u b r i c s n t i n gf i l m sl i f e s p a ni sv e r ys h o n ，a d d i t a t i o n e sw i l la g g l o m e r a t e ，o n l yc o m p o s i t e sc a no v e r c o m et h e s ed i s a d v a n t a g e s ，i ta l s os h o w sg o o dl u b r
10、 i c a n t i n ga n dm e c h a n i c a lp r o p e r t i e s T h e r ea r em a n yu n c e r t a i ne l e m e n t sa b o u tc o m p o s i 搬s u c ha st h es o l u t i o na n dm a t c h i n go fl u b r i c a n t sa n dm a t r i x e s ；t h eg r a i ns i z e ，d i s t r i b u t i o na n dc o n c e n t r a
11、t i o no fl u b r i c a n m ；p r e p a r i n gm e t h o d s F i r s t l y , w ef a b r i c a t e dN i - C r b a s e ds e l f - l u b r i c a n f i n gc o m p o s i t eb ya d d i n gM o S 2a n dL a F 3i n t oN i - C ra l l o y T h er e s u l t ss h o wM o S 2f i l m sg e n e r a t e dO i lc o n t a c
12、 tz o n ea n dc o n t e f f a c ei st h em e c h a n i s mo fa n t i f r i c t i o na tr O O mt e m p e r a t u r e ，b u tt h eo x i d eN i M 0 0 4i n s t e a da th i g ht e m p e r a t u r e O x i d eh a sg o o dl u b r i c a m i n gp r o p e r t ya th i g ht e m p e r a t u r e L i k i n gM o S 2a
13、 n dg r a p h i t e ，Y l a 2 C u 3 0 7 ( Y B C O ) a l s oh a sl a m i n a t e ds t r u c t u r e ，b u ti t so u t s t a n d i n ga d v a n t a g e sa r eo x i d a t i o na n dw e a r i n gr e s i s t a n c e I ta l s ob e l o n g st oo x i d ec e r a m i c s , a n di t sc e r a m i cp r o p e r t y
14、s u c ha sf r a n g i b i l i t yn e e d st Ob ei m p r o v e d D o p i n gi st h eo n eo ft h em o s ts i m p l ea n dh i g he f f i c i e n tm e t h o d st Oi m p r o v ef r a n g i b i l i t yo fc e r a m i c s A tp r e s e n t ,t h e r ea r cm a n yr e p o r t so ni m p r o v i n gg r a i nb e u
15、 n d a r yw e a k - l i n k , i n c r e a s ei t sc r i t i c a lc u r r e n td e n s i t y a n dm e c h a n i c a lp r o p e r t i e sw i t hd o p i n gm e t a l s ，i n s t e a do f t r i b o l o g i c a lp r o p e r t i e s S op a y i n ga t t e n t i o nt ot r i b o l o g i c a lp r o p e r t i e
16、 sc a nb r o a ds u p e r c o n d u c t sa p p l i c a t i o nf i e l d s , i ta l s oh a sr o a c hs i g n i f i c a n c ei nd e v e l o p i n gn e ws o l i dl u b r i c a t s W ep r e p a r e dY B C Op o w d e rb ys o l i ds t a t er e a c t i o n , X R Da n dS E Ma n a l y s i si n d i c a t et h a tt h ep o w d e r e sa r eu n i f o r m , h a sl i t t l ec l u t t e rp h a s e Y B C O A gs e l f - l u b r i c a t i n gc o m p o s i t ew a sf a b r i c a t e db
