论文部分内容阅读
随着飞机、重型车辆及工程机械等的运转速度及负荷迅速增长,对制动材料提出了越来越高的要求。一种高硬度、高耐磨性和良好的摩擦磨损性能的新型刹车材料——三维网络SiC陶瓷/金属复合材料引起了人们的注意。然而在三维网络SiC/金属复合材料中,增强相和基体之间的激烈界面反应影响该材料的性能发挥。为了有效阻止或减小该材料的界面反应,本文采用溶胶凝胶法在三维网络SiC骨架上制备一层金属氧化物薄膜,并在三维网络SiC骨架中填充Cu-Fe合金,制备三维网络SiC/Cu-Fe复合材料,论文通过对其材料的制备过程、力学性能、界面组织结构及摩擦磨损性能进行研究。结果表明：(1)采用不同的原料和不同的处理方法可以分别在三维网络SiC骨架表面形成一层均匀的Fe2O3、A12O3、ZrO2和MgO薄膜。(2)新型三维网络SiC/Cu-Fe复合材料的烧结工艺为：首先将涂覆有不同氧化物薄膜的三维网络SiC骨架包埋在一定配比的还原铁粉里,在氢气还原下1200℃保温2小时,之后在真空条件下,将金属Cu熔渗到预烧结试样中,1125℃下保温1.5小时。(3)涂覆有Fe203薄膜的三维网络SiC/Cu-Fe复合材料的抗弯强度为426.1MPa,抗压强度为(?)bc=410.2MPa,其强度值高于涂覆有A12O3、ZrO2、MgO等薄膜的三维网络SiC/Cu-Fe复合材料。(4)新型三维网络SiC/Cu-Fe复合材料在烧结过程中存在着SiC与Cu-Fe合金的界面反应,然而涂覆有不同氧化物薄膜三维网络SiC/Cu-Fe复合材料的界面反应尺寸却存在很大差异,Fe203薄膜在阻止或减小增强相和基体之间的界面反应方面优于另外三种氧化物薄膜,其形成的界面反应层也较窄。(5)转动惯量摩擦试验表明：随着转速增加平均摩擦系数减小、制动时间增大,随着压力的增加平均摩擦系数、制动时间减小；Fe203薄膜对三维网络SiC/Cu-Fe基复合材料的平均摩擦系数及其稳定性、刹车时间、磨损量等影响方面优于Zr02薄膜。论文的研究结果对于新型三维网络SiC/Cu-Fe复合材料生产和应用具有重要的参考价值。