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铁基自润滑复合材料增强的研究进展与展望

2021-10-11李园园李艳国

燕山大学学报 2021年5期
关键词:碳纤维复合材料

邹 芹,李园园,李艳国

(1.燕山大学 机械工程学院,河北 秦皇岛 066004;2.燕山大学 亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室,河北 秦皇岛 066004)

0 引言

Fe基自润滑复合材料是将固体润滑剂和附加组元加入Fe基体中形成的复合材料,它兼具基体金属特性和固体润滑剂摩擦学特性,可广泛应用于煤矿机械、耐磨零件等工业领域[1]。

Fe基自润滑复合材料因具有价格便宜、性能优越及易实现规模化生产等特点而获得广泛应用,但随着现代工业的发展,复合材料越来越难以满足复杂工况上的要求,因此对这类材料的综合性能提出了更高要求。目前为止,增强Fe基复合材料的方法主要包括:1)外加硬质增强相,能够细化Fe合金晶粒,一般通过机械合金化(MA)细化粉末得到微米或纳米颗粒;2)外加合金元素,可以改善基体与硬质相间的润湿性以提高烧结性能,从而达到工程应用的性能指标[2-3]。近年来,很多学者对添加剂增强Fe基自润滑复合材料进行了大量研究,并取得了显著成果。常用的增强相主要有氧化物、碳化物、纤维、石墨烯等,不同的增强相表现出不同的增强机制,为今后制备出适应复杂工况的新型Fe基自润滑复合材料提供可行性。

基于上述情况,本文综述了Fe基自润滑复合材料增强的研究进展,内容主要涉及增强相种类、添加方式及机械、摩擦学性能等,介绍了不同添加剂的增强机制,对研发新型Fe基自润滑复合材料具有参考价值。

1 氧化物增强

1.1 Al2O3

可以看出,采用Al2O3颗粒表面镀铜和添加活性元素C、Mo等以及改善制备方法等,可以提高Al2O3与Fe基体间的润湿性,使得Fe基自润滑复合材料的耐磨性能提高,可应用于齿轮、轴承等机械零件。……

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