217 / 2021-04-08 10:45:32

不同润滑条件下的B4C/hBN复合陶瓷的摩擦化学行为

自润滑复合陶瓷,摩擦化学行为,摩擦系数,表面膜

碳化硼（B₄C）陶瓷因其超硬、轻质以及优异的化学稳定性等优势在工程领域应用广泛，然而其室温摩擦学性能较差，限制了其在耐磨材料领域的应用。针对该问题引入自润滑相六方氮化硼（hBN），通过热压烧结手段制备B₄C/hBN自润滑复合陶瓷，围绕不同润滑条件下hBN组分含量对B₄C/hBN复合陶瓷与灰铸铁配副的摩擦学性能的影响展开研究，重点研究不同润滑条件下复合陶瓷的表面摩擦化学行为。研究结果表明，空气润滑条件下，当hBN质量分数达到20%时，复合陶瓷表面生成含氧化硼（B₂O₃）的连续表面膜起到润滑作用，其摩擦系数可由纯B₄C-灰铸铁配副时的0.5下降至0.2；机油润滑条件下，各配副摩擦系数接近（0.02），此时油膜覆盖表面其主要润滑作用；乳化液润滑条件下，当采用浸入式乳化液润滑时，加入hBN反而恶化摩擦学性能，由于乳化液的冲刷作用使得摩擦产物被带离摩擦表面，复合陶瓷表面出现大量剥落，当采用滴入式乳化液润滑时，复合陶瓷摩擦表面可形成含硼酸（H₃BO₃）的表面润滑膜，摩擦系数降至比机油润滑更低的0.002。