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湿式摩擦材料与干式摩擦材料相比,具有磨损量小、能量吸收能力高以及受外界影响小等特性。目前普遍使用的湿式摩擦材料中,粉末冶金烧结青铜摩擦材料存在热翘曲变形,纸基摩擦材料不能用于高能量工况。新一代C/C和C/C-SiC摩擦材料在干态下具有优异的摩擦磨损性能,研究油对它们摩擦磨损性能的影响规律,对推广其应用于湿式摩擦副具有重要的意义。本论文采用CVI (Chemical vapor infiltration)制备了C/C摩擦材料,CVI和MSI (Molten silicon infiltration)制备了C/C-SiC摩擦材料,采用扫描电镜(SEM)、三维视频扫描数字显微镜(DM)、X射线能谱分析(EDAX)、X射线衍射(XRD)、金相显微镜(OM)等测试手段,研究了材料的组织结构、形貌、摩擦表面和磨屑形貌。系统研究了材料的不同密度及组分、试验的不同制动速度和不同制动比压对C/C摩擦材料和C/C-SiC摩擦材料分别在干态和油态下的摩擦磨损性能的影响,深入分析了两种材料在CD 15W-40柴油机油下的摩擦磨损原理。研究结果表明:(1)C/C摩擦材料、C/C-SiC摩擦材料以及30CrMoSiVA合金钢对偶均为亲油性材料,说明这三种材料的摩擦面都能形成油膜,适用于湿式摩擦;由于摩擦面形成油膜,所以在任何条件下,C/C摩擦材料和C/C-SiC摩擦材料在油态中的摩擦系数均小于其在干态下的摩擦系数,静盘和动盘磨损量都都小于在干态下的数值。(2)不同密度的C/C摩擦材料在干态下自身对磨的摩擦系数随着试样密度的增加而升高,而油态下自身对磨的摩擦系数基本相同,均为0.09,说明摩擦表面形成油膜,而静盘和动盘的线性磨损量随着试样密度的增加而减小,说明密度降低导致了试样强度的减小;在干态下与钢对磨的摩擦系数随着试样密度的增加而减小,在油态下与钢对磨的摩擦因数均为0.10,静盘(C/C试样)线性磨损有随着试样密度增加而减小的趋势,但动盘(钢对偶)的线性磨损量很难测到,基本为0。而对于不同密度的C/C-SiC摩擦材料,密度低、开孔率高的试样在干态下自身对磨的摩擦系数更高,而油态下SiC含量高的试样摩擦系数较高;而在油态下与钢对磨时,开孔率大的试样内部储存的润滑油较多,摩擦系数较小。(3)不同制动速度下(3000r/min,4000r/min,5000r/min, 6000r/min)的C/C摩擦材料在油态下自身对磨的摩擦系数基本维持在0.09左右,与钢对磨的摩擦系数在0.09-0.11之间,差距不大。不同制动速度下的C/C-SiC摩擦材料在干态时自身的摩擦系数随着制动速度的增加而先升高后降低,而在油态下摩擦系数较为稳定,在0.10-0.11之间;与钢对磨时油态下的摩擦系数随着制动速度的增加先升高后降低。(4)不同制动比压下(1.0MPa,2.0MPa,3.0MPa)的C/C-SiC摩擦材料在油态下自身对磨的摩擦系数随着制动压力的增大先增大后减小,而在油态下与钢对磨的摩擦系数是随着制动压力的增大而减小。(5)根据对比C/C和C/C-SiC摩擦材料的在油态下的摩擦磨损性能,可以看出,在油态下C/C摩擦材料的摩擦系数更为稳定,受密度和制动速度的影响较小。