近年來,隨著航天航空和發電等高技術領域對高溫結構材料和高溫抗磨材料的需求不斷增長,研究人員積極致力于研究擁有優異的高溫力學性能、良好抗磨和抗氧化性能的新材料。鎳硅金屬間化合物以其高強度、高硬度以及高溫下較好的抗氧化性、耐腐蝕性,被認為是應用前景廣泛的高溫結構材料。
中科院蘭州化學物理研究所高溫抗磨材料組研究人員用燃燒合成法制備了一種鎳硅鉻合金(Ni-17.5Si-29.3Cr),較為系統的研究了這種材料的力學性能以及在干摩擦、水潤滑、酸蝕條件下和高溫下的摩擦學性能,并對其高溫磨損機制做了初步的探索。該研究得到了973、863、國家自然科學基金委員會創新研究群體科學基金等資金的支持。研究結果發表在近期出版的Tribology International(Tribology International 43(2010)136–143)雜志。
高溫摩擦學的研究結果表明,鎳硅鉻合金當溫度上升到800℃后,鎳硅鉻合金擁有良好的高溫力學性能、氧化性能以及抗磨性。
在球盤式高溫摩擦試驗機上考察了室溫至1000℃下鎳硅鉻合金與氮化硅對磨時的摩擦學性能。研究人員發現,隨著溫度從20℃上升到600℃,摩擦系數逐漸下降;當溫度上升到800℃以上,摩擦系數保持不變。在室溫至800℃以下,合金的磨損率在10-5mm3/Nm范圍內,幾乎保持不變;合金的磨損機制主要是剝落。在高溫800℃-1000℃下,磨損率有較大上升,磨損機制轉化為粘結和氧化。
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