三維網(wǎng)絡SiC-20Cr復合材料的組織與摩擦性能的研究.pdf

1、隨著交通、運輸機械速度和承載能力的提升，對剎車材料的性能提出了越來越高的要求。近年來，一種新型的復合材料——網(wǎng)絡交叉復合材料引起了人們的注意。它以SiC和金屬互為支撐骨架制成三維網(wǎng)絡SiC陶瓷/金屬復合材料。該新型復合材料能允分發(fā)揮SiC陶瓷密度低、高硬度、高耐磨和高耐熱性的優(yōu)點以及會屬材料高強度、高韌性的特點。在三維網(wǎng)絡SiC/金屬復合材料中，骨架與基體之間的界面強烈地影響著該材料的性能，因此SiC骨架和基體會屬界面反應的研究具有重要

2、的理論意義和實用價值。
　　 本文主要研究了SiC/20Cr復合材料界面的組織結構和形成機理、該材料作為摩擦剮的動片的臺架摩擦特性以及臺架實驗后該復合材料界面組織結構的變化。結果表明：
　　 (1)三維網(wǎng)絡SiC/20Cr復合材料中，SiC骨架和20Cr基體結合緊密，界面反應區(qū)主要由SRZ、MRZ和C-PFZ三個主要區(qū)域構成。與SiC相鄰的SRZ主要山石墨、Fe3Si基體構成；與合金相鄰C-PFZ主要山α-Fe(Si)構

3、成；在SRZ和C-PFZ之間的MRZ主要山Fe(Si)基體、(Cr，F(xiàn)e)7C3型化合物、片狀石墨和球狀石墨和Fe3C構成。
　　 (2)在SiC/20Cr界面反應區(qū)中，SiC分解產生的C、Si原子和鋼中金屬原子的反應具有選擇性。因為C-Cr的親和性大，C原子總是優(yōu)先地向富Cr的合金一側擴散，并有選擇地與Cr反應，形成M7C3型化合物，構成MRZ。而絕大多數(shù)的Si原子則與合金中的Fe原子反應形成Fe3Si，構成SRZ的基體。在反

4、應區(qū)中，C原子的擴散速率大于Si原子。
　　 (3)三維網(wǎng)絡SiC/20Cr界面發(fā)生固相反應受Fe在反應區(qū)中的擴散所控制。在短時間的液相反應中形成的石墨、Fe3Si以及Cr的碳化物都能有效的阻止Fe擴散，降低反應速率，從而達到控制界面發(fā)生固相反應的目的。界面的反應以液相反應為主，由于生成物的阻擋，固相反應很難進行。固相擴散對界面產物的均勻化和有序化起到了很大的作用。
　　 (4)慣性動力臺架實驗表明，該復合材料作為動片組