【摘要】：硫酸鹽高溫穩(wěn)定性與潤(rùn)滑性良好,是一種性能優(yōu)異的環(huán)境友好型高溫固體潤(rùn)滑劑,具有廣闊的應(yīng)用前景(如導(dǎo)彈、太空飛行器、燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)、核工業(yè)等)。系統(tǒng)的研究硫酸鹽固體潤(rùn)滑材料的摩擦學(xué)性能并揭示其高溫自潤(rùn)滑機(jī)理,可為其實(shí)際應(yīng)用提供理論支持,同時(shí)對(duì)豐富固體潤(rùn)滑劑體系也具有重要意義。本文采用熱壓燒結(jié)法制備了致密的SrSO_4塊體材料。材料在中低溫時(shí)摩擦學(xué)性能較差,磨損機(jī)理以脆性斷裂和剝層磨損為主。高溫下SrSO_4塊體材料的摩擦系數(shù)和磨損率大大降低。從室溫到800℃,材料的平均摩擦系數(shù)從0.65下降為0.37,磨損率從10-3 mm3/(Nm)數(shù)量級(jí)降低到10-4 mm3/(Nm)數(shù)量級(jí)。結(jié)合高溫磨痕截面的TEM觀察與分析,得出了硫酸鹽固體潤(rùn)滑材料的高溫自潤(rùn)滑機(jī)理:高溫下SrSO_4材料本身滑移系易于開(kāi)動(dòng),塑性變形能力增強(qiáng),并在磨損表面形成了一層低剪切強(qiáng)度的潤(rùn)滑膜,其主要是由納米細(xì)晶構(gòu)成。同時(shí)在對(duì)磨Al2O3球表面也形成了連續(xù)光滑的SrSO_4相轉(zhuǎn)移膜,故有效地緩解了摩擦副間的摩擦應(yīng)力,使材料具有良好的高溫自潤(rùn)滑性能。SrSO_4固體潤(rùn)滑劑具有優(yōu)異的高溫自潤(rùn)滑性能,本文采用放電等離子燒結(jié)制備了不同粒度的SrSO_4自潤(rùn)滑涂層,該涂層材料可在高溫環(huán)境下應(yīng)用。不同粒度涂層在600℃條件下的摩擦系數(shù)和磨損率均比室溫條件下降低。其中納米尺度SrSO_4自潤(rùn)滑涂層在不同溫度下的摩擦學(xué)性能比另外兩種粒度涂層更好。為改善SrSO_4固體潤(rùn)滑材料的燒結(jié)性能,采用放電等離子燒結(jié)法制備了不同Ag含量的納米SrSO_4-Ag復(fù)合材料自潤(rùn)滑涂層。納米SrSO_4-Ag復(fù)合材料涂層在不同溫度下的平均摩擦系數(shù)隨著Ag含量的增加不斷降低,磨損率隨著Ag含量的增加先上升后下降。其中,20wt.%Ag含量的納米SrSO_4-Ag復(fù)合材料涂層具有最優(yōu)的摩擦學(xué)性能。室溫時(shí),材料的平均摩擦系數(shù)為0.57,磨損率在10-3 mm3/(Nm)數(shù)量級(jí)。600℃時(shí)摩擦系數(shù)降低為0.22,磨損率降低了一個(gè)數(shù)量級(jí)。所以SrSO_4和Ag潤(rùn)滑劑的協(xié)同作用能夠顯著改善SrSO_4-Ag復(fù)合材料涂層廣域溫度下的摩擦學(xué)性能。
[Abstract]:Sulfate is a kind of environment-friendly high temperature solid lubricant with good high temperature stability and lubricity. It has a wide application prospect (such as missile, space vehicle, gas turbine engine, turbocharged engine, etc.) Nuclear industry, etc. A systematic study of the tribological properties of sulphate solid lubricating materials and its high temperature self-lubricating mechanism can provide theoretical support for its practical application and also play an important role in enriching solid lubricant systems. In this paper, dense SrSO_4 bulk materials were prepared by hot pressing sintering method. The tribological properties of the materials at moderate and low temperatures are poor, and the wear mechanism is mainly brittle fracture and delamination. The friction coefficient and wear rate of SrSO_4 bulk materials are greatly reduced at high temperature. From room temperature to 800 鈩，

本文編號(hào)：2399105