羟基硅酸镁/Ag纳米复合材料的金属磨损自补偿特性与机制

摘要

在MMU-10G型摩擦磨损试验机上考察共混羟基硅酸镁(简称P)/Ag复合纳米材料对45#钢摩擦副的磨损自补偿性能,用EPMA-1600电子探针和X射线光电子能谱仪表征摩擦运行后的试样表面形貌、元素组成及其价态.结果表明,含质量分数30％Ag的共混羟基硅酸镁/Ag复合纳米粉体作为自补偿添加剂能够在45#钢表面形成自补偿膜层,可有效减小其在磨合阶段和稳定磨损阶段的磨损失重;其自补偿机制为,在摩擦热化学、力化学与物理作用下,P/Ag复合纳米润滑添加剂在45#钢表面形成了主要由Fe2O3、Fe3O4、FeOOH、SiO2、MgO、C、Ag组成的表面膜,该膜层的补偿与隔离作用,可降低金属的磨损;其减摩作用是自补偿膜层中的铁氧化物、石墨形态C、软金属纳米Ag的低剪切应力和纳米P的微滚珠效应协同作用的结果.