高熵(TiVTaMoW)C陶瓷与不同配副间的摩擦磨损特性

摘要

为探究高熵碳化物陶瓷作为耐磨部件在摩擦学领域中的应用前景,以金属碳化物为原料,通过高能球磨和两步热压烧结法制备了一种元素分布均匀、无偏聚和偏析的高熵(TiVTaMoW)C陶瓷。研究了(TiVTaMoW)C与Al_(2)O_(3)、SiC和Si_(3)N_(4)3种配副材料在室温及800℃条件下的摩擦磨损特性。结果表明:室温条件下,(TiVTaMoW)C与3种配副对摩均表现出优异的摩擦学性能,尤其与SiC对摩具有最低的摩擦系数和磨损率,分别可低至(0.38±0.01)和(1.52±0.36)×10^(-7) mm^(3)/(N·m)。800℃条件下,(TiVTaMoW)C表面氧化严重,磨损明显加剧,磨损率上升至10^(-4) mm^(3)/(N·m)数量级。高温氧化生成的MoO_(3)和V_(2)O_(5)具有较低剪切强度,摩擦过程转移至配副球接触面上形成转移膜,有效保护了配副材料的磨损。综合比较,SiC作为配副在室温和800℃条件下均表现出更优异的摩擦相容性。