论文部分内容阅读
条件下陶瓷膜中的微孔可以有效弥合部分塑性形变并抑制裂纹的扩展,磨损过程中产生的细小磨屑,也可填充到膜表层的微孔中,减少磨粒磨损。 铝酸盐溶液体系制备的陶瓷膜的厚度较高,且由于陶瓷膜的结构、组成沿厚度方向呈梯度变化,因此不同厚度处的膜层作为接触面时,其磨损行为、耐磨机制有所不同。在低载荷单向滑动过程中,陶瓷膜内层的干摩擦系数为0.2-0.35、外层为0.8-1,减摩性能低于磷酸盐体系陶瓷膜层;但磨损量极小,耐磨性能很好。 在微动条件下,铝酸盐溶液体系制备的陶瓷膜的微动摩擦学行为较为复杂,主要破坏方式包括:接触表面材料损失和裂纹萌生扩展;在位移幅值为50-300μm范围内呈现典型的接触区部分滑移特征。膜内层由于硬度、弹性模量很高,破坏方式以裂纹萌生扩展为主,裂纹形成与应力场性质密切相关,由于膜层内部在生长过程中积累的生长应力和热应力造成接触表面的局部应力集中区域在循环接触应力作用下引发微裂纹成核、萌生和扩展。膜内层的高硬度造成疲劳裂纹容易扩展,而导致在位移和载荷较高或高温下,在粘滑接触区交界附近与接触表面倾斜方向成核并出现脱层现象。陶瓷膜中间过渡层兼具高硬度和良好韧性,使其直接作为接触面时,接触表面材料损失轻微,抵抗疲劳裂纹扩展能力也较强。陶瓷膜表层在微动过程中的磨损量较大,但也因此减少了疲劳裂纹的萌生和扩展。