Ti3SiC2在水、乙醇及其混合溶液中的摩擦学行为研究

作者：王桂贤; 任书芳; 周健松

来源：表面技术, 2017, 46(08): 128-133.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.08.021

• Ti3SiC2
• 低黏度流体
• 边界润滑
• 晶粒拔出脱落
• 犁沟效应
• 摩擦学行为

目的考察新型可加工金属陶瓷材料Ti3SiC2在水基润滑系统(如水液压系统)及乙醇润滑系统(如乙醇燃料系统)中的摩擦学行为。方法利用中频热压烧结技术制备Ti3SiC2样品,用球盘接触模式SRV-1摩擦磨损试验机考察Ti3SiC2/Si3N4摩擦副的摩擦学行为,利用扫描电子显微镜、X-射线光电子能谱、X-射线衍射谱等分析材料的形貌和成分物相。结果 Ti3SiC2/Si3N4摩擦副在乙醇中具有较低的摩擦系数(0.14)和磨损率(10-7 mm3/(N×m)),但在纯水中,其摩擦系数(0.54)和磨损率(10-4 mm3/(N×m))均较高。乙醇中少量的水(5%)即可使Ti3SiC2/Si3N4的摩擦学性能恶化,乙醇中Ti3SiC2磨损表面为轻微犁沟效应,随着乙醇中水含量的增大,Ti3SiC2晶粒拔出和脱落造成的坑洞增加,因此磨损率迅速增大。纯水中呈现大量的坑洞,相应的磨损率也达到最大值。结论乙醇是Ti3SiC2/Si3N4摩擦副很好的低黏度流体润滑剂,在乙醇中,摩擦表面的高化学活性Si元素与乙醇发生了摩擦化学反应,生成的硅醇聚合物在摩擦接触界面形成了边界润滑,致使Ti3SiC2/Si3N4摩擦副在乙醇中具有优良的润滑和减磨作用。

• 单位
  中科院兰州化学物理研究所