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SiC与球形石墨颗粒混杂增强铝基复合材料的摩擦磨损性能研究

2021-06-30金延文曲彦平肖伯律王全兆倪丁瑞马宗义

摩擦学学报 2021年3期

金延文, 曲彦平, 王 东, 肖伯律, 王全兆, 倪丁瑞*, 马宗义

(1.沈阳工业大学 材料科学与工程学院,辽宁 沈阳 110870;2.中国科学院金属研究所 沈阳材料科学国家研究中心,辽宁 沈阳 110016)

颗粒增强铝基复合材料(Aluminium matrix composites,AMC)是由铝合金基体与增强体(多为陶瓷类颗粒)经设计、复合而成的新材料,综合了铝合金良好的强度、韧性与易成型性等优点以及增强体的高强、高模和耐磨等优点.因其高的比强度、比模量,良好的导热、耐磨性能,以及低热膨胀系数、高尺寸稳定性等优异的力学与物理性能,在航天航空、电子、汽车以及先进武器系统中具有广阔的应用前景[1-3].

由两种或两种以上增强体构成的混杂增强模式,可发挥多种增强体各自的优势,取得比单一增强体更好的效果[4-6].SiC具有高强度、高硬度、高模量、低膨胀系数等许多优点,是AMC的理想增强体[2,7-11].中间相炭微球是一种新型功能材料,具有超高的比表面积、吸附能力、堆积密度,良好的化学稳定性、热稳定性以及优良的导电和导热性能[12-14].石墨化中间相炭微球(Graphitized mesophase carbon microspheres,GMCMB)即球形石墨颗粒的结晶度高、强度高,是一种理想的润滑材料.因此,经过合理设计的混杂复合模式可有效改善材料的摩擦磨损性能[15-17],使之具有适当而稳定的摩擦系数和低的摩擦对偶损伤特性.

在各种材料的开发中,Taguchi、方差分析(ANOVA)以及各种仿真模型对材料磨损和摩擦性能的研究也越来越广泛[18-25].采用粉末冶金法制备了SiCp和石墨化中间相炭微球增强6092Al,研究了SiCp和Gr对(Gr+SiCp)/Al复合材……

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