TiB-,2--ZrO-,2--SiC-,p-復相陶瓷的結構性能及磨損行為研究.pdf

1、以TiB2、ZrO2和SiCp粉末為原料，采用熱壓燒結法制備了TiB2-ZrO2-SiCp復相陶瓷材料。研究了不同燒結工藝、氧化鋯及碳化硅百分含量對TiB2-ZrO2-SiCp復相陶瓷的力學性能及微觀組織的影響。此外，還對樣品在無潤滑條件下的摩擦磨損行為進行了試驗研究。 熱壓燒結工藝參數(shù)即溫度和壓力對樣品的致密度和力學性能有顯著影響。在第二種燒結制度下（1800℃和20MPa），樣品的相對密度、硬度、三點彎曲強度及斷裂韌性等力學

2、性能指標均明顯比第一種燒結制度（1700℃和15MPa）下樣品的高；另外，第二種燒結制度下樣品的磨損性能也明顯好于第一種燒結制度下樣品的磨損性能。樣品的SEM分析表明，在第二種燒結制度下，樣品具有更加致密的微觀結構。 ZrO2和SiCp顆粒對樣品的力學性能和磨損性能也產(chǎn)生一定的影響。通過比較TiB2/ZrO2/SiCp的比例為7/0/3、6/1/3、5/2/3的樣品發(fā)現(xiàn)，當碳化硅含量為30％時，隨著氧化鋯含量的增加，復相陶瓷材料

3、的力學性能呈下降趨勢；而三者磨損性能幾乎相當，這與碳化硅顆粒削弱氧化鋯相變增韌效應有關。另外，TiB2/ZrO2/SiCp的比例為7/3/0、6/3/1、5/3/2的樣品之間的比較也表明，當氧化鋯含量為30％時，復相陶瓷材料的力學性能隨碳化硅含量先增加后下降，當碳化硅含量為10％時，樣品的力學性能最佳；而三者磨損率則隨碳化硅含量的增加而下降。 樣品的微觀結構分析及強韌化機理分析表明，在TiB2-ZrO2-SiCp復相陶瓷中，為了

4、充分發(fā)揮氧化鋯的相變增韌和碳化硅納米顆粒彌散強化作用，必須合理控制二者在復相陶瓷中的比例。結果表明，當TiB2/ZrO2/SiCp的比例為6/3/1或5/4/1時，樣品的綜合力學性能較佳，同時磨損性能也較佳。 在無潤滑條件下的磨損試驗結果表明，TiB2-ZrO2-SiCp復相陶瓷的磨損機理主要包括塑性變形、粘著磨損、磨粒磨損和脆性斷裂。然而，對各種不同樣品而言，起主導作用的磨損機制有所差別。另外，對于所有樣品而言，磨損表面均有金