Ag-Ti3SiC2-MoS2-石墨系复合材料的制备及其摩擦磨损性能研究

摘要

银基自润滑复合材料因其良好导电、减摩等性能，作为滑动电接触材料广泛应用于航空航天、武器装备及精密仪器等领域。本文以Ag、Ti3SiC2等粉末为原料，采用热压烧结技术，制备几种 Ag-Ti3SiC2-MoS2-石墨系自润滑复合材料，考察了新型金属陶瓷 Ti3SiC2的添加对材料微观组织、力学性能以及不同环境工况条件下的摩擦磨损性能的影响。主要研究结果如下：
　　1.随着 Ti3SiC2添加量的增加，材料的硬度逐渐增大，但致密度和弯曲强度降低，这与 Ti3SiC2/Ag的润湿性有关；与添加Ta的银基自润滑复合材料相比，添加相同体积比 Ti3SiC2的银基自润滑复合材料的致密度、硬度和弯曲强度分别提高1％、20%和50%，且耐磨性能提高30%以上。
　　2. Ti3SiC2的添加使材料的摩擦系数增大，这与摩擦过程中Ti3SiC2颗粒在接触表面上的磨粒作用有关；Ti3SiC2的添加对复合材料磨损的影响受环境制约，大气环境中和氮气环境中的耐磨性能提高，低真空中略有降低，这主要与摩擦界面处的摩擦化学有关。
　　3. Ti3SiC2的添加改变了材料摩擦系数和磨损率随电流变化的趋势。低真空环境中，随着电流的增大，不添加 Ti3SiC2的复合材料的摩擦系数没有明显变化，磨损率逐渐增大，而添加 Ti3SiC2的复合材料的摩擦系数和磨损率都是先增大后减小。大气环境中，随着电流的增大，材料的摩擦系数没有明显变化，而磨损率逐渐减小，Ti3SiC2的添加对其变化趋势没有明显影响。
　　4.大气环境中，随着滑动速度的增大，Ag-MoS2-石墨和Ag-Ti3SiC2-MoS2-石墨两种材料的摩擦系数分别在0.19-0.24和0.31-0.35小范围内波动变化，Ag-MoS2-石墨材料的磨损率呈现明显的“增大-减小-增大”的“N”型变化，但Ag-Ti3SiC2-MoS2-石墨复合材料的磨损率的变化呈现“U”型。

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第1章 绪 论

1.1引言

1.2金属基自润滑复合材料

1.3固体润滑剂与强化相的分类

1.4 银基自润滑复合材料

1.5银基自润滑复合材料的制备方法

1.6课题研究的背景及意义

1.7本论文主要研究内容

第2章 实验方法和实验器材

2.1实验原料

2.2技术路线

2.3样品制备流程

2.4材料的物理及力学性能测试方法

2.5摩擦磨损性能测试方法

2.6表征与分析仪器

2.7本章小结

第3章 Ag-Ti3SiC2-MoS2-石墨系复合材料的制备、微观结构及力学性能研究

3.1复合材料制备工艺的确定

3.2银基自润滑复合材料的制备

3.3复合材料的微观结构分析

3.4复合材料的力学性能研究

3.5本章小结

第4章 Ag-Ti3SiC2-MoS2-石墨复合材料的摩擦磨损性能研究

4.1引言

4.2 大气环境中Ti3SiC2的添加对复合材料摩擦磨损性能的影响

4.3 低真空环境中Ti3SiC2的添加对复合材料摩擦磨损性能的影响

4.4 氮气环境中Ti3SiC2的添加对复合材料摩擦磨损性能的影响

4.5低真空环境中电流对复合材料摩擦磨损性能的影响

4.6大气环境中电流对复合材料摩擦磨损性能的影响

4.7 滑动速度对Ag-Ti3SiC2-MoS2-石墨摩擦磨损性能的影响

4.8本章小结

结论与展望

1.结论

2.展望

参考文献

致谢

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