高溫超導材料Bi-,2-Sr-,2-CaCu-,2-O-,x-及其復合材料的摩擦學特性研究.pdf

1、1986年，Krim等人利用石英晶體微天平(QCM)研究鉛表面和在其上流動的氮氣分子的界面摩擦，發(fā)現(xiàn)當溫度到達鉛的超導轉(zhuǎn)變溫度(Te=7.2K)時摩擦力突然大幅降低，并由此提出了電子對于摩擦力的影響。根據(jù)這個理論，超導體在發(fā)生超導轉(zhuǎn)變時的摩擦力也會發(fā)生變化。Bi2Sr2CaCu2Ox(B2212)高溫超導材料(Tc＞90K)，可以在液氮溫度下實現(xiàn)超導，用液氮代替昂貴的液氦，使得B2212相摩擦學特性的研究既有理論價值又有實用背景。

2、 然而，B2212相在常溫下的摩擦系數(shù)較高，且變化幅度大，為了改善其摩擦特性，本研究利用粉末冶金法制備出了組織均勻的B2212-Ag自潤滑復合材料，銀以金屬銀粉的方式摻雜到基體中。采用XRD和SEM對其物相結(jié)構(gòu)和顯微組織進行了表征，并檢測了其力學性能，分別研究了其在低溫，常溫常壓，常溫真空環(huán)境下的摩擦性能，探討了其增韌機理和摩擦機理，分析了不同含量Ag添加在B2212基體中微觀結(jié)構(gòu)變化及相關(guān)力學性能和摩擦性能方面的作用。研究結(jié)果表明：

3、 (1)純B2212在溫度降低到超導轉(zhuǎn)變溫度時摩擦系數(shù)急劇降低，在正常態(tài)時摩擦系數(shù)在0.25左右，在液氮溫度下，摩擦系數(shù)急劇降低到0.12。表明所制備的材料有在超低溫條件下應用的前景。 (2)復合材料樣品的密度隨Ag含量的增加而增大，而硬度隨Ag含量的增加而減小，這是由于摻雜Ag可以填補B2212基體中的空隙，但由于Ag的硬度小，反而導致了復合材料的硬度變小。Ag顆?？梢酝ㄟ^偏轉(zhuǎn)和彌合來抑制裂紋擴展，并連接裂紋尖端，從而