MoAlB陶瓷的制备及摩擦学性能研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 于增光 |
| 答辩日期 | 2020-06-01 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 杨军 ; 咸春雷 |
| 关键词 | MoAlB 力学性能 高温摩擦 海水润滑 摩擦学性能 |
| 学位名称 | 工程硕士 |
| 学位专业 | 材料工程 |
| 英文摘要 | 三元层状MoAlB陶瓷具有高强度、高硬度、耐高温、抗氧化和易加工等优点，有望在摩擦学领域得到广泛应用。然而，现有的烧结工艺难以制备高纯度MoAlB陶瓷块体，MoAlB陶瓷的摩擦学性能还需要进一步研究。本论文研究了高纯度MoAlB陶瓷块体的制备以及力学性能，并系统考察了MoAlB陶瓷在高温和在模拟海水环境下的摩擦学性能，讨论了不同工况条件下的磨损机制，得出的主要结论如下： （1）以元素粉末Mo粉、Al粉和B粉为原料，结合无压烧结和放电等离子烧结成功制备了高纯MoAlB陶瓷块体。相对于传统陶瓷如Al2O3和Si3N4等，MoAlB陶瓷具有优异的力学性能，压缩强度、弯曲强度和断裂韧性分别为1.67 GPa、476.6 MPa和6.5 MPa•m1/2。通过MoAlB陶瓷的腐蚀以及断裂形貌，可清楚的观察到其层状结构。 （2）研究了MoAlB陶瓷从25 ºC至800 ºC的摩擦学性能。实验表明温度和对偶材料是影响MoAlB陶瓷摩擦学性能的主要因素。在整个温度范围内，MoAlB/Inconel 718摩擦副比MoAlB/Al2O3摩擦副表现出更好的摩擦学性能，MoAlB的磨损率最低可达9.37 × 10-7 mm3•N-1•m-1，比与Al2O3配副时低了两个数量级。温度的升高促进了压实磨屑层和摩擦膜的形成。对于MoAlB/Al2O3摩擦副而言，连续的压实磨屑层降低了MoAlB的磨损率，主要磨损机制为磨粒磨损。而当MoAlB与Inconel 718配副时，含有Ni，Cr和Fe氧化物的摩擦膜能够提供良好的润滑作用。 （3）研究了MoAlB陶瓷在模拟海水和去离子水环境下的摩擦学行为。与去离子水相比，在模拟海水环境下MoAlB陶瓷表现出更好的摩擦学性能，这主要归因于海水的润滑作用。对偶材料也是影响MoAlB陶瓷摩擦学行为的重要因素。当MoAlB陶瓷与Si3N4和316L不锈钢配副时，表现出较差的摩擦学性能，主要磨损机制为机械磨损。而当MoAlB与Al2O3配副时，在海水中的摩擦系数可低至0.19，磨损机制为机械磨损和粘着磨损。另外，无论在模拟海水还是去离子水环境下，MoAlB/SiC摩擦副均表现出较好的摩擦学性能，摩擦系数和MoAlB陶瓷的磨损率可分别低至0.13和2.76 × 10-7 mm3•N-1•m-1。对于MoAlB/SiC摩擦副而言，载荷对其摩擦学性能有重要的影响。增大载荷可以诱导摩擦膜重复破坏-再生的循环，新生的摩擦膜易剪切从而提供良好的润滑作用。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 74 |
| 源URL | [http://ir.licp.cn/handle/362003/27335]  |
| 专题 | 兰州化学物理研究所_固体润滑国家重点实验室 |
| 作者单位 | 1.中国科学院大学 2.中国科学院兰州化学物理研究所; |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 于增光. MoAlB陶瓷的制备及摩擦学性能研究[D]. 北京. 中国科学院大学. 2020. |
入库方式： OAI收割
来源：兰州化学物理研究所
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