Ti3SiC2/Cu复合材料的制备与摩擦磨损性能

• 作者: 刘可心 杨晨 王蕾 金松哲
• 来源期刊: 复合材料学报
• 学科: 工学
• 关键词: 导电陶瓷 Ti3SiC2/Cu 复合材料 放电等离子烧结(SPS) 摩擦磨损
• 年，卷（期）: 2020,（11）
• 所属期刊栏目: 金属和陶瓷基复合材料
• 页码范围: 2844-2852
• 页数: 9页
• 分类号: TB331
• 语种: 中文
• DOI: 10.13801/j.cnki.fhclxb.20200723.002

摘要

以Ti3SiC2陶瓷粉和Cu粉作为原料,采用放电等离子烧结(SPS)工艺制备Ti3SiC2/Cu块体复合材料,研究不同Ti3SiC2添加含量及烧结温度对Ti3SiC2/Cu复合材料的组织、致密度和显微硬度的影响,研究SPS后Ti3SiC2/Cu复合材料的摩擦磨损性能.研究表明:采用SPS工艺制备的Ti3SiC2/Cu复合材料的Ti3SiC2在Cu中分布均匀,但随着Ti3SiC2含量的增加和烧结温度的升高,组织中出现团聚趋势,部分Ti3SiC2与Cu在界面处发生互溶现象,互溶增强了Ti3SiC2与基体的结合能力;Ti3SiC2含量和烧结温度对Ti3SiC2/Cu复合材料的致密度和显微硬度影响较大,当烧结温度为900℃时,Ti3SiC2/Cu复合材料的致密度达到99.7％,接近完全致密,Ti3SiC2/Cu复合材料的硬度较纯Cu提高了2倍左右;对于不同Ti3SiC2含量的Ti3SiC2/Cu复合材料的磨损机制也有所差异,当Ti3SiC2含量较低时(1vol％～5vol％),磨损机制为磨粒磨损和黏着磨损;随着Ti3SiC2含量的增加(10vol％～ 15v0l％),Ti3SiC2发挥了本身的自润滑性,Ti3SiC2/Cu复合材料的摩擦磨损性能有所改善,磨损机制转为犁削磨损和轻微黏着磨损;当Ti3SiC2含量增加到20vol％时,Ti3SiC2/Cu复合材料的磨损表面变得均匀而平整,表明Ti3SiC2/Cu复合材料的耐磨性提高.