Al2O3基陶瓷材料表面織構的制備及其摩擦磨損特性研究.pdf

1、利用激光加工技術在兩種不同組分的Al2O3基陶瓷材料Al2O3/TiC試樣(AT)和Al2O3/(Ti，W)C試樣(AW)的表面制備了不同密度的連續(xù)型和斷續(xù)型織構陣列，系統(tǒng)地研究了織構化陶瓷材料的摩擦磨損特性，分析了不同的織構形貌對陶瓷材料的摩擦性能的影響，并揭示了織構化陶瓷材料的磨損機理。
　　首先，采用激光加工技術在AT、AW試樣上進行織構制備，研究了不同的激光制備工藝參數(shù)（掃描功率、掃描速度、脈沖頻率、掃描次數(shù)）對兩種陶瓷材

2、料表面織構的幾何尺寸、表面質(zhì)量的影響，通過對比分析得出了最佳的制備工藝參數(shù):掃描功率10W，掃描速度100 mm/s，脈沖頻率50 kHz，掃描次數(shù)1次，在該參數(shù)下制備出的織構寬度和深度都在30μm左右。利用最佳的制備參數(shù)在AT試樣上制備出連續(xù)型織構陣列(AT-TL)和斷續(xù)性織構陣列(AT-TU)，在AW試樣上制備了連續(xù)型織構陣列(AW-TL)和斷續(xù)型織構陣列(AW-TU)，每種陣列均制備四種面積密度:5％、10％、20％和40％。

3、r>　　借助多功能摩擦試驗機，對織構化陶瓷材料的摩擦性能進行了研究。研究表明:在干摩擦條件下，所有的織構化陶瓷試樣都能夠降低滑動過程中的摩擦系數(shù)，織構密度對摩擦系數(shù)的影響顯著;織構和潤滑脂結合能夠顯著降低滑動過程中的摩擦系數(shù)，所有試樣的降低幅度都達到了50％以上;織構形貌對摩擦系數(shù)有很大的影響，同種材料的斷續(xù)型織構比連續(xù)性織構表現(xiàn)出了更低的摩擦系數(shù);試驗條件對摩擦系數(shù)的影響各異，連續(xù)型織構在載荷適中的條件下能夠更好的發(fā)揮減摩效果，而斷續(xù)

4、型織構則在重載條件下展現(xiàn)出了更加優(yōu)良的減摩性能，速度對織構化試樣的減摩效果影響不大。
　　利用白光干涉儀和掃描電子顯微鏡(SEM)對試樣的磨損形貌和微觀組織進行了觀測，并通過EDS掃描對表面元素的改變進行分析研究，深入分析了兩種材質(zhì)的Al2O3基陶瓷織構化表面的磨損機理。在干摩擦條件下，表面織構加劇了對磨球的磨損，但同時起到了存儲磨屑的作用。隨著織構密度的變化，織構的這兩種作用存在一個動態(tài)平衡的過程:密度過低或過高都會導致對磨球磨