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《河北工业大学》 2000年
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SiO_2p/AI-Mg复合材料的研究

孙继兵  
【摘要】: 本文采用粉末冶金法成功地制备了SiO_2/Al-Mg复合材料,并研究了复合材 料的热力学、动力学、界面微结构、摩擦磨损性能及密度、硬度、电导率、抗压 强度等性能。复合材料的反应-扩散机制用“逐层反应”机制和扩散机制来描述, 主要反应为: 计算结果表明,最终物相的含量:颗粒内:16.5~18.4wt%MgAl_2O_4(和约 0.71wt%CuAl_2O_4),另外有极少量的MgO、Mg_2Si或单Si,而SiO_2被消耗尽。 基体中:11.7wt%Mg_2Si,3~5wt%Si,约0.52wt%MgO,已无单质Mg。反应过 程中,约有2.8wt%Mg和7.0wt%Al及0.25wt%Cu扩散入颗粒内;约有9.71wt% Si(为原颗粒中Si含量的97.1%)和0.26wt%O(为原颗粒中含O量的2.6%) 扩散到基体中。 干滑动摩擦条件下,复合材料适宜工作的最大载荷为200N;油滑动摩擦条 件下,复合材料在1794N时的最大磨损量不超过0.8mm~3,摩擦系数小于0.14, 可使用在需要承受不同载荷不同磨损率的苛刻条件下。油磨的磨损率比干磨的小 2~3个数量级,说明该复合材料更适宜在油润滑的条件下工作。干磨时的磨损机 制,复合材料在载荷低于294N时,以粘着磨损为主,之后随载荷增大,逐渐变 为以犁削式磨粒磨损为主兼粘着磨损。在油磨状态下的磨损机制,复合材料为轻 微的粘着磨损和磨料磨损共存。干磨和油磨磨损区亚表层的组成不同,干磨亚表 层由复合层、碎化层、变形层和原始结构层四部分组成,油磨亚表层由复合层、 变形层和原始结构层三部分组成。
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