| 题名 | 镍基高温自润滑复合材料制备及其摩擦学性能的研究 |
| 作者 | 曹雪 |
| 答辩日期 | 2019 |
| 导师 | 肖荣振 |
| 关键词 | 摩擦学 固体润滑 宽温域 自润滑 放电等离子烧结 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 为改变传统润滑油（脂）在高温工况下发生失效的现象,增强固体材料在宽温域下服役的稳定性,减少摩擦与磨损对材料性能的影响。本文采用Ni60合金粉末作为基体材料,分别制备出了不同SrSO4含量以及不同LaF3含量的镍基自润滑复合材料,研究了固体润滑剂的润滑机理以及不同润滑剂之间的协同作用。采用HT-1000型高温摩擦磨损试验机对复合材料在大气环境下从室温（25℃）到800℃宽温域摩擦系数及磨损率进行测试,利用SEM、XRD等分析了磨痕形貌及物相组成,研究了镍基复合材料在宽温域范围内的自润滑机理。获得的主要研究成果如下:1.通过协调组元匹配与优化工艺参数,分别利用冷压成型-真空烧结与放电等离子烧结（SPS）制备出了镍基高温自润滑复合材料。2.随着SrSO4的加入,降低了镍基自润滑复合材料的硬度;随着稀土化合物LaF3的添加,使得复合材料硬度提高。3.采用真空烧结法制备的镍基高温自润滑复合材料,随着SrSO4的添加,材料的摩擦系数先升高后降低,磨损率降低。当SrSO4含量为10%时,材料从室温到800℃范围内均表现出最优的摩擦学性能,平均摩擦系数在600℃时达到最低为0.211,平均磨损率在400℃时达到最低为4.63×10-44 mm3/N·m。随着LaF3的添加,摩擦系数与磨损率在整个测试温度范围内保持在一个较低水平。当LaF3含量为6%时,平均摩擦系数在400℃时达到最低为0.222,平均磨损率在400℃时达到最低为1.23×10-44 mm3/N·m。这是由于摩擦过程中La6MoO12的出现,与SrMoO4的协同效应降低了磨损率,使得此条件下材料的摩擦学性能最优。4.采用放电等离子烧结的复合材料在整个温度范围内,随着SrSO4的添加,提高了复合材料的摩擦学性能。当SrSO4含量为10%,在高温800℃下,整个滑动时间内平均摩擦系数为0.157。试样的磨损率虽然随着温度的增加呈上升的趋势,但添加了SrSO4复合材料的磨损率优于未添加的材料。当SrSO4含量为10%时,从室温到400℃下的磨损率为10-66 mm3/N·m数量级。随着LaF3的添加,复合材料摩擦系数与磨损率从200℃到800℃的范围内保持在一个较低水平。当LaF3的含量为6%时,平均摩擦系数在600℃下表现最低为0.189,平均磨损率在10-55 mm3/N·m数量级。这是因为SrMoO4、La6MoO12等盐类转移膜一方面防止了对偶材料表面直接接触,另一方面减小了接触薄层的剪切强度,从而显著地提高了宽温域环境下材料的稳定性。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 82 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/94930]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 曹雪. 镍基高温自润滑复合材料制备及其摩擦学性能的研究[D]. 2019. |
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