Ag-Ti3SiC2-MoS2-石墨系复合材料的制备及其摩擦磨损性能研究

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银基自润滑复合材料因其良好导电、减摩等性能,作为滑动电接触材料广泛应用于航空航天、武器装备及精密仪器等领域。本文以Ag、Ti3SiC2等粉末为原料,采用热压烧结技术,制备几种 Ag-Ti3SiC2-MoS2-石墨系自润滑复合材料,考察了新型金属陶瓷 Ti3SiC2的添加对材料微观组织、力学性能以及不同环境工况条件下的摩擦磨损性能的影响。主要研究结果如下:  1.随着 Ti3SiC2添加量的增加,材料的硬度逐渐增大,但致密度和弯曲强度降低,这与 Ti3SiC2/Ag的润湿性有关;与添加Ta的银基自润滑复合材料相比,添加相同体积比 Ti3SiC2的银基自润滑复合材料的致密度、硬度和弯曲强度分别提高1%、20%和50%,且耐磨性能提高30%以上。  2. Ti3SiC2的添加使材料的摩擦系数增大,这与摩擦过程中Ti3SiC2颗粒在接触表面上的磨粒作用有关;Ti3SiC2的添加对复合材料磨损的影响受环境制约,大气环境中和氮气环境中的耐磨性能提高,低真空中略有降低,这主要与摩擦界面处的摩擦化学有关。  3. Ti3SiC2的添加改变了材料摩擦系数和磨损率随电流变化的趋势。低真空环境中,随着电流的增大,不添加 Ti3SiC2的复合材料的摩擦系数没有明显变化,磨损率逐渐增大,而添加 Ti3SiC2的复合材料的摩擦系数和磨损率都是先增大后减小。大气环境中,随着电流的增大,材料的摩擦系数没有明显变化,而磨损率逐渐减小,Ti3SiC2的添加对其变化趋势没有明显影响。  4.大气环境中,随着滑动速度的增大,Ag-MoS2-石墨和Ag-Ti3SiC2-MoS2-石墨两种材料的摩擦系数分别在0.19-0.24和0.31-0.35小范围内波动变化,Ag-MoS2-石墨材料的磨损率呈现明显的“增大-减小-增大”的“N”型变化,但Ag-Ti3SiC2-MoS2-石墨复合材料的磨损率的变化呈现“U”型。
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