金属陶瓷基高温润滑材料的设计、制备与性能

nanotoday

针对现代航空、核技术等高端装备等领域对高温、宽温域等苛刻工况下润滑材料迫切需求及高温和宽温域润滑材料的设计难点，开展了NiCr-Al2O3和NiCr-ZrO2(Y2O3)金属陶瓷基高温润滑材料的设计、制备和性能研究，主要研究结果如下： 1. SrSO4润滑相的添加显著地改善了NC40A金属陶瓷的摩擦学性能，这主要与烧结过程中SrAl4O7，Sr4Al2O7，SrAl2O4和NiCr2O4的形成有关。在200～600℃范围内，NC40A- 10SrSO4复合材料具有低的摩擦系数和磨损率，主要归因于磨损表面形成了由SrAl4O7和NiCr2O4组成的协同润滑膜。 2. Ag的加入有效地改善了NC40A-10SrSO4复合材料在室温～800℃范围内的摩擦学性能，且在200～800℃范围内，NC40A-10SrSO4-10Ag复合材料表现出优异的高温循环摩擦学性能，这与摩擦表面上形成了由SrAl4O7，NiCr2O4和Ag组成的协同润滑膜有关。在1000℃时，NC40A-10SrSO4-10Ag复合材料各组元之间发生了摩擦化学反应，摩擦表面形成了由SrCrO4，NiAl2O4，NiCr2O4，Ag，NiO和Cr2O3组成的协同润滑膜，使得复合材料具有低的摩擦系数和磨损率。 3. 在400～800℃范围内，烧结过程中形成的pseudocubic-SrZrO3和NiCr2O4使得NC30Z- 5SrSO4复合材料具有优异的耐磨性。在室温～800℃范围内，NC30Z-5SrSO4-10Ag复合材料具有良好的摩擦学性能，归因于pseudocubic-SrZrO3、NiCr2O4和Ag在不同温度下所起的协同润滑作用。在1000℃时，NC30Z-5SrSO4-10Ag复合材料的摩擦表面形成了由cubic- SrZrO3，NiCr2O4，Ag，NiO和Cr2O3组成的协同润滑膜，降低了复合材料的摩擦系数和磨损率