陶瓷材料在干摩擦条件下高的摩擦因数和磨损率使限制其工业应用的主要原因,在陶瓷中添加固体润滑剂hBN实现自润滑,是改善其摩擦学特性的有效途径。本项目热压烧结自润滑复合陶瓷,在此基础上,系统研究了自润滑复合陶瓷的摩擦学特性,并重点研究其摩擦化学行为。本项目的创新性成果主要体现在①滴定法水润滑条件下,hBN的加入显著改善Si3N4的摩擦学性能,归因于Si3N4-hBN中hBN的剥落而形成剥落坑,磨屑嵌入剥落坑并氧化和水解,进而在摩擦表面形成含SiO2和B2O3的表面膜,该膜保护并光滑摩擦表面,使摩擦副进入流体润滑,摩擦因数不高于0.01;②干摩擦条件下,配副方式对Si3N4-hBN的摩擦学行为产生显著影响,上盘下销配副方式下,Si3N4-hBN的摩擦表面形成含SiO2和H3BO3的表面膜,该膜保护并润滑摩擦表面,使Si3N4-20%hBN/Si3N4的摩擦因数降至0.19;③干摩擦条件下,Si3N4-hBN与不锈钢配副摩擦时,Si3N4-hBN复合陶瓷表面形成含SiO2、B2O3和Fe2O3的表面膜,Si3N4-30%hBN/不锈钢的摩擦因数低至0.03。
英文主题词ceramic; Si3N4-hBN; tribology; spalling pit; tribochemical film