氧化鋁-氧化鈦系復相陶瓷干滑動摩擦學行為研究.pdf

1、本文以四種復合粉體(微米結構 Al2O3/TiO2復合粉體、納米結構Al2O3/TiO2復合粉體粉體、納米結構 Al2O3/TiO2/ZrO2/CeO2復合粉體、等離子處理納米結構 Al2O3/TiO2/ZrO2/CeO2復合粉體)為原料，采用放電等離子燒結(SPS)技術，制備出四種Al2O3/TiO2系復相陶瓷(依次為 ME、NN、NS和NP)。主要研究了四種復相陶瓷的微觀組織、力學性能及摩擦學行為。
　　物相分析表明，ME和N

2、N由α-Al2O3和Al2TiO5相組成，由于添加劑的加入使得NS和NP中除了α-Al2O3和Al2TiO5相外，還生成了t-ZrO2、CeTi21O38和Ce2Zr2O7相。微觀組織分析表明，ME的顯微組織較粗大，NN、NS和NP陶瓷的顯微組織相對較細小。
　　力學性能測試結果顯示，NN的力學性能優(yōu)于ME，特別是斷裂韌性和硬度；NS與NP陶瓷相比，NP陶瓷的力學性能較優(yōu)，是由于經(jīng)過等離子處理的粉體容易燒結出致密且晶粒細小的陶瓷組

3、織，有利于得到力學性能較好的材料。
　　摩擦磨損試驗結果表明，在400r/min和600r/min的轉速條件下，四種復相陶瓷的磨損體積均隨載荷的增大而增大，ME與NN相比，ME的磨損體積較?。籒S與NP相比，NP的磨損體積較小。在轉速800r/min、載荷20N的條件下，NN的三體層極薄，NS、NP和ME的三體層厚度約為30～50μm。ME表面的三體層結構較致密，而NS和NP三體層結構較疏松。能譜分析結果顯示，ME陶瓷表面三體層中

4、Ti元素含量非常高，ME三體層次表面中Ti元素質量分數(shù)與其它陶瓷相差不大。
　　磨損機理研究表明，NN、NS和NP陶瓷都表現(xiàn)為晶間斷裂的形式，在NP陶瓷中還存在較明顯的晶粒拔出現(xiàn)象。ME、NS陶瓷和NP陶瓷都出現(xiàn)塑性變形。EDS分析結果顯示，摩擦磨損過程中發(fā)生了物質轉移。在低轉速條件下(400r/min)，NS和NP陶瓷的磨損表面都出現(xiàn)微犁削形貌。
　　NS和NP陶瓷在不同載荷和轉速條件下進行磨損試驗，磨損轉變的劃分界限為磨