al,2o,3陶瓷摩擦材料的结构与性能研究

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1、武汉理工大学硕士学位论文Al<,2>O<,3>陶瓷摩擦材料的结构与性能研究姓名：宋剑敏申请学位级别：硕士专业：应用化学指导教师：魏明坤20060401武汉理工大学硕士学位论文摘要随着科学技术的迅速发展，对摩擦材料性能提出越来越高的要求。传统的摩擦材料已不能满足实际需要。因此，研究开发具有优异综合性能的新型摩擦材料是十分重要而又迫切的。A1203是一种有着许多优良性能的重要特种陶瓷，在许多领域得到了广泛的应用。A1203陶瓷及其复合材料具有密度低、强度高、耐磨性及化学稳定性高，高温下摩擦系数稳定等性能，在摩擦材料领域有着极大的应用潜力。本研究以来源丰富、价格低廉的A1203为基体，通

2、过添加助烧剂和各种性能的调节剂，在常压低温下烧结得到了陶瓷基摩擦材料。采用销一盘式摩擦试验机，就不同配比，不同成型压力及不同添加剂对A1。0。陶瓷摩擦材料的摩擦行为与机理影响进行了较系统的研究，并结合TG—DTA、XRD和SEM分析讨论了A1203陶瓷摩擦材料的显微结构和性能。为A1203陶瓷摩擦材料的应用提供了实验参考。结果表明，随着A1203含量的减少，助烧剂AS含量的增大，摩擦材料的致密化程度整体为下降趋势；材料的摩擦系数逐渐减小，磨损率减小；材料的力学性能有所降低。随着成型压力的增大，所制得的陶瓷摩擦材料的密度增大，气孔率减小；材料的摩擦系数减小，但磨损性能有所改善；随着成

3、型压力的增大，材料的断裂韧性有所增强。在280MPa时，材料的抗压强度最大。研究了在Al。03陶瓷中引入了SiC、Zr02、CaO、MgO等不同添加剂对陶瓷结构和性能的影响，并分析其作用机制。结果表明Zr02和CaO这两种添加荆的加入都导致了材料的致密化程度明显下降，SiC和MgO对材料的密度影响不大。SiC、MgO和CaO这三种添加剂的加入使材料的摩擦系数减小，Zr02使材料的摩擦系数增大；但耐磨损性能均增强。SiC、Zr02和CaO这三种添加剂的加入使材料的强度和韧性得到了提高，其中以CaO的效果最为明显。关键词：氧化铝陶瓷，摩擦材料，结构，性能茎坚堡三查堂堡主堂焦堡墨Abst

4、ractAlongwithrapiddevelopmentoftechnology,morepropertiesoffrictionmateriaIsalerequired．Traditionalfrictionmaterialscan’tsatisfypracticalreauirements．Therefore，itisimportantandurgenttodevelopnewkindsoffrictionmaterialswithexcellentproperties．A1203isakindofspecialceramicwithoutstandingproperties

5、，widelyusedinindustry．A1203ceramicsanditscomposites，whichhavelowdensity,highs证℃n垂h，highwealresistanceandchemicalstabilityaswellaSstablefrictioncoefficientathightemperature，possiblypossessoftremendousappliedpotentialinthefieldoffrictionmaterials．Inthispaper，A1203-basedceramicffictionmaterialsar

6、esinteredbyA1203，sinteringagentandaddingauxiliarymaterialsundernormalpressureandlowtemperature．Usingthepin—013．一diskfrictiontestingmachine,thefrictionbehaviorsandmechanismofA1203一basedceramicfrictionmaterialsaresystematicallystudied，ineludingtheeffectsofdifferentrawmaterialsratio，differentform

7、ingpressureandadditivesFurthermore，themicrostructureandpropertiesofA120s-basedceramicfrictionmaterialsarediscussedbyTG—DTA，XRDandSEM，whichoffertheexperimentalreferencesforusingA1203一basedceramicmaterialsasfrictionmaterials．Thestudyshows