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Ti_3SiC_2、Ti_3AlC_2陶瓷的非载流和载流摩擦学行为研究

刘新  
【摘要】: 以Ti_3SiC_2系导电陶瓷材料在高速列车受电弓滑板中的应用为背景,对Ti_3SiC_2和Ti_3AlC_2陶瓷材料的非载流摩擦学特性和载流摩擦学特性进行了应用基础性研究。主要研究的内容包括:试验测试滑动摩擦条件下,Ti_3SiC_2、Ti_3AlC_2材料对低碳钢的非载流和载流摩擦磨损行为;法向载荷、滑动速度等因素与摩擦系数及磨损率之间的关系;摩擦表面氧化膜的形成和自润滑机制;电流强度对摩擦系数和磨损率的影响及其表现行为等。 结果表明:在非载流和载流条件下,Ti_3SiC_2和Ti_3AlC_2材料均表现出良好的摩擦磨损特性。在非载流条件下,摩擦系数呈现随法向载荷增大和滑动速度提高而减小的趋势。无论非载流或载流,Ti_3SiC_2和Ti_3AlC_2材料的磨损率都随着速度的提高而增大,但非载流和载流下的磨损率随着载荷的增加表现出不同的变化趋势。Ti_3SiC_2和Ti_3AlC_2材料摩擦表面上自生成的氧化膜在摩擦过程中呈熔融状态,具有良好的润滑作用,是影响这两种材料具有较小的摩擦系数和磨损率的重要因素。载流导致摩擦系数和磨损率增大,且随着电流密度增大,这种影响更加显著。观察和分析的结果表明,载流滑动摩擦过程中摩擦面之间的微电弧烧蚀和电热效应是导致摩擦系数和磨损率增大的主要原因。


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