| 镍基高温自润滑复合材料的制备及其摩擦学性能研究 | |
甄金明
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| Subtype | 工程硕士 |
| Thesis Advisor | 杨军 ; 张旭虎 |
| 2014-05-28 | |
| Degree Grantor | 中国科学院大学 |
| Department | 固体润滑国家重点实验室 |
| Degree Discipline | 材料工程 |
| Keyword | 镍基高温自润滑复合材料 固体润滑 热压烧结 高温摩擦学 Nickel-alloy Based High-temperature Self-lubricating Composites Solid Lubrication Hot Press Sintering High-temperature Tribology |
| Abstract | 本论文综述了固体润滑剂的特征以及高温润滑抗磨材料的研究现状。利用粉末冶金技术制备了镍合金+Ag+(BaF2/CaF2共晶)体系的镍基高温自润滑复合材料，较系统地研究了复合材料的相组成、微观结构、力学及高温摩擦学性能，分析了高温摩擦化学反应，探讨了高温磨损机制和润滑机理。获得的主要结果和结论如下： 1. 利用粉末冶金的方法制备了三种不同氟化物质量分数(5%，10%，15%)、且含 Ag 为 12.5%的镍合金基高温自润滑复合材料。该复合材料主要由镍合金基体(γ相)以及润滑相(氟化物共晶和金Ag)组成。基体晶粒尺寸大约是5～10 μm。含5%(934 MPa)和10%(909 MPa)氟化物复合材料的弯曲强度相当，且明显高于 15%(690 MPa)的复合材料。10%复合材料具有最高的硬度值(322 Hv)。 2. 对比三种不同氟化物含量的复合材料室温至900 ℃ 的高温摩擦学性能可知：摩擦系数受氟化物含量的影响不明显，而磨损率则随着氟化物含量的增加逐渐增大；摩擦系数受温度影响较小，磨损率随温度升高先增大后减小。其中，600 ℃时磨损最严重，在800 ℃时，由于发生摩擦化学反应，表面形成了主要成分为BaMoO4和CaMoO4的釉质层，而磨损率迅速下降。结果显示当氟化物质量分数为10%时，复合材料综合性能最好。 3. 研究了10%氟化物的复合材料与不同材料配副时，室温至900 ℃ 的摩擦学性能。与Si3N4陶瓷球配副时，摩擦系数在0.24～0.30之间，磨损率为(1.1～33.5)×10-5 mm3N-1m-1 。与 Inconel 718配副时，摩擦系数总体略高为0.23～0.33，磨损率为(0.6～16.5)×10-5 mm3N-1m-1。研究结果表明，复合材料的摩擦学性能受对偶的影响较小。 4. 研究了合金基体中添加微量Ti对10%复合材料性能的影响。结果显示基体中含Ti 复合材料的弯曲强度为909 MPa，比不含Ti 的低(1214 MPa)，压缩强度两者相当，含Ti复合材料的硬度值略高。室温至900 ℃，二者均表现出较低的摩擦系数，这是银、氟化物和高温时摩擦化学反应生成的钼酸盐的协同作用的结果。含Ti 复合材料的磨损率明显低于不含Ti的。 |
| Subject Area | 材料科学与物理化学 |
| Funding Project | 高温抗磨材料组 |
| Document Type | 学位论文 |
| Identifier | http://ir.licp.cn/handle/362003/6753 |
| Collection | 固体润滑国家重点实验室（LSL） |
| Recommended Citation GB/T 7714 | 甄金明. 镍基高温自润滑复合材料的制备及其摩擦学性能研究[D]. 中国科学院大学,2014. |
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| 201439甄金明.pdf（10163KB） | 开放获取 | CC BY-NC-SA | View Application Full Text | |||
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