原位合成碳化硅-硼化钛复相陶瓷的高温摩擦性能及其磨损机理

摘　　要:

以SiC为基体，用TiC和B4C为原料反应生成TiB2，原位合成了SiC-TiB2复相陶瓷。通过测试SiC和SiC-TiB2的高温摩擦系数和比磨损率与温度、外加载荷的关系，研究了SiC-TiB2复相陶瓷的高温摩擦学性能。在空气中，外加载荷为0．2MPa，摩擦速度为0．3m／s时，SiC-TiB2复相陶瓷自对偶（SiC-TiB2／SiC-TiB2）高温摩擦呈现较好的高温自润滑性能。温度对SiC-TiB2／SiC—TiB2摩擦系数和比磨损率的影响与载荷有关。载荷为0．4MPa时，比磨损率最大。用X射线衍射测试了SiC-TiB2／SiC-TiB2磨屑的组成，用扫描电子镜观察了SiC-TiB2／SiC-TiB2磨损断面，发现高温摩擦氧化是TiB2-SiC／SiC-TiB2磨损的主要机理。磨损断面包含摩擦氧化层、过渡层和基体亚表面3层，氧化层和过渡层接触紧密。磨屑具有典型包裹结构，其主要氧化物是无定形氧化硅。平滑的氧化层改进了摩擦表面的塑变性能，缓冲了摩擦应力，减小了高温比磨损率。 (共6页)