固体润滑国家重点实验室（LSL）知识库

    TiAl基合金材料是新一代航空航天用轻质耐高温材料，在实际应用中涉及到高温、真空等苛刻环境下的耐磨问题急需解决。为了提高TiAl合金的抗磨性能，选择了具有低密度、高硬度、耐磨以及与TiAl具有良好相容性的TiB₂作为增强相以制备TiAl-TiB₂复合材料，并研究了其在不同环境下的摩擦学性能。取得的主要结果如下：

    1．用原位生成的方法制备了不同体积含量增强相（0、10%、20%、30%和40%）的TiAl-TiB₂复合材料，TiB₂的加入使材料的硬度和压缩强度显著提高，但是弯曲强度降低。

     2．研究了TiAl-TiB₂复合材料在高温环境下的摩擦学性能。总的来说，复合材料的摩擦系数与温度没有统一的变化规律，磨损率与TiB₂的含量和环境温度有关，其抗磨性能随TiB₂的含量增加而提高。在RT-400 ℃范围，材料的磨损率较高；在600 ℃以上，摩损率显著降低，这主要是因为材料表面的氧化以及TiO₂和Al₂O₃在高温下发生晶型转变、脆韧转变和高温下氧化物易于烧结于摩擦表面。

    3.研究了TiAl-TiB₂复合材料在海水环境下的摩擦学性能。与干滑动相比，在海水环境下，材料的摩擦系数显著降低，同时磨损率降低1个数量级。这主要是因为海水的冷却效应及材料表面形成氧化腐蚀性薄膜（SiO_x、B₂O₃、AlBO₃和MgSiO₃）；TiAl-TiB₂复合材料的摩擦系数与TiB₂的含量无关，但抗磨性能随着TiB₂含量的增加而增加；TiAl-TiB₂复合材料的磨损率先增加后减小，当载荷为40N时抗磨性能最好。