纳米摩擦复合材料

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1、纳米陶瓷摩擦复合材料的研究进展摘要：综述了近几年来纳米陶瓷摩擦复合材料的制备方法、特性和摩擦性能的研究进展。并对纳米陶瓷摩擦复合材料的应用研究和发展前景进行了展望。关键词纳米陶瓷复合材料，摩擦性能，制备方法RESEARCHPROGRESSINNANo-CERAMICFRICTIoNCoM[PoSITESXiaozhanlong(CollageofMaterialscieneeandEngineering,Hebeiuniteuniversity)Abstract:Newprogressinresearch

2、onpreparationmethods,characteristicsandfrictionpropertiesofnano--ceramicfrictioncompositesinthelastfewyearsisreviewed・TheapplicationanddeveIopmentofnano--ceramicfrictioncomposResareexpected・Keywords:nanoceramiccomposite,frictionproperty,preparationmethod纳

3、米复合材料是由两种或两种以上的固相至少在一维以纳米级大小（1〜lOOnm）复合而成的复合材料脚。纳米陶瓷复合材料综合性能好，特别是耐高温性能突出。通过纳米粒子的混入，使材料组分的微观界面结构得到明显的改善，使复合材料的密度、硬度、摩擦磨损性能，特别是耐高温结构体系得到了优化配置，此使材料在宏观上获得较好的综合性能。纳米陶瓷复合材料还具有优良的摩擦磨损性能。开发的新型纳米摩擦材料摩擦性能稳定，热衰退与热恢复性能较好，特别是纳米粒子的插入将增摩减磨有机地统一在一个体系中，特别是高温摩擦磨损性能优越。本文综述了

4、无机纳米摩擦复合材料的制备方法、特性和摩擦性能的研究进展。2纳米陶瓷摩擦复合材料2.1分类根据纳米相在复合材料中的分布情况，纳米陶瓷摩擦复合材料分晶内型、晶间型、晶内一晶问混杂型和纳米一纳米型。通常制备的纳米陶瓷摩擦复合材料多为晶内一晶间混杂型，纳米颗粒分散在基体的晶粒内和晶界上。纳米一纳米型复合材料是由纳米颗粒分散剂和纳米基体晶粒组成，将使复合材料产生一种全新的性能。纳米陶瓷摩擦复合材料包括块体、涂层和薄膜等材料。纳米复合陶瓷块体材料不仅具有不同于一般陶瓷的摩擦学规律和磨损机理，而且表现出优异摩擦磨损性

5、能°Kear和Chen等研究表明[2--,3],纳米Ti0陶瓷的耐磨性要比粗晶Ti02陶瓷好得多；纳米SiC的加入所形成的晶内型A12OdSiC纳米复合陶瓷改变了A1203陶瓷的磨损规律，摩擦磨损性能得到了提高。Lin等制备了的Mo]Al203纳米复合涂层的耐磨性能是陶瓷材料的2倍。Voevodin等嘲研究了Y2O。稳定的ZrO纳米复合涂层的摩擦学性能，Y2o3的加入可以提高复合涂层的硬度、断裂韧性、耐磨性和环境适应性。从上述文献报道可知，纳米结构的陶瓷涂层材料具有优异的摩擦学性能。Bae和Gilmore

6、成功研制了用于金属表面上的TiN/MoS和TiB2/MoS纳米薄膜材料，获得了超强的耐磨性。2・2制备方法与主要性能丁硕等嘲采用原位自生法设计并制备了一种新型纳米一微米颗粒增强B4C基复合材料A120TiB/B4C,该复合材料具有优异的综合力学性能，维氏硬度值达到28・8GPaz断裂韧性高达8・27MPa•m,耐磨性能大幅提高，KI•H、，达到26o花国然等进行了激光熔覆纳米AloOo等离了喷涂陶瓷涂层和激光重熔纳米SiC复合陶瓷涂层组织和性能研究01。纳米A120改性涂层的显微硬度较高，纳米SiC涂层组

7、织细化，孑L隙率降低，且其耐磨性能明显优于等离子喷涂层。田春艳等通过粉末冶金的方法制备了纳米改性的TiC基金属陶瓷刀具，并对添加纳米TiN提高刀具耐磨损性能的内在机理进行了研究叫。纳米TiN在晶界上的分布阻碍了TiC晶粒的长大，细化了金属陶瓷组织，提高了强度、硬度等力学性能，使金属陶瓷刀具的耐磨损性能提高。王亚明等采用交流微弧氧化法，在NazSiOo一(NaPOz)6・Na~VloO溶液中制备了Ti14V表面氧化物陶瓷涂层。涂层同GCr钢对摩时的摩擦系数仅为0・18—0・20,涂层的磨损机制主要是轻微磨粒

8、磨损与粘着磨损。宋世学等采用热压烧结工艺，成功制备AloOJTiC纳米复合刀具材料眄

9、。与同组分的微米级刀具材料(LT55)相比，纳米复合刀具材料的抗弯强度(1050MPa)和断裂韧性(8・9MPa•m)有很大提高。切削性能试验表明，在连续车削淬火钢和铸铁时，纳米复合刀具材料的耐磨性能是LT55的两倍。Jordan等人用等离子体喷涂技术制备了Alood'rio体系纳米复合涂层，其耐磨性能比常规的Alood'rio。体系的陶瓷涂