Ti2SnC增強(qiáng)銅基復(fù)合材料的摩擦磨損性能研究

Ti2SnC增強(qiáng)銅基復(fù)合材料的摩擦磨損性能研究

關(guān)鍵詞：Ti2SnC；銅基復(fù)合材料；摩擦磨損性能

一、引言

銅基復(fù)合材料由于其良好的導(dǎo)熱性能和高強(qiáng)度特點(diǎn)，在航空、汽車等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。然而，銅基復(fù)合材料的摩擦磨損性能仍然是其應(yīng)用的一個(gè)瓶頸。因此，研究如何提高銅基復(fù)合材料的摩擦磨損性能具有重要的理論和實(shí)際意義。

二、實(shí)驗(yàn)方法

1.實(shí)驗(yàn)材料的制備

采用高溫?zé)Y(jié)法制備不同含量的Ti2SnC顆粒增強(qiáng)銅基復(fù)合材料。以純銅粉為基體，添加不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的Ti2SnC納米顆粒，并進(jìn)行球磨混合。然后將混合物烘干并壓制成型，最后進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)得到銅基復(fù)合材料試樣。

2.顯微結(jié)構(gòu)分析

使用掃描電子顯微鏡(SEM)對(duì)試樣的顯微結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察和分析，了解顆粒分布情況和相互作用。

3.力學(xué)性能測(cè)試

使用萬能材料試驗(yàn)機(jī)對(duì)銅基復(fù)合材料試樣進(jìn)行壓縮強(qiáng)度、硬度和抗拉強(qiáng)度等力學(xué)性能測(cè)試。

4.摩擦磨損性能測(cè)試

使用摩擦磨損測(cè)試機(jī)對(duì)不同材料試樣進(jìn)行摩擦磨損性能測(cè)試。利用滑動(dòng)速度和加載力進(jìn)行恒定參數(shù)測(cè)試，記錄摩擦系數(shù)和磨損量的變化。

三、結(jié)果與分析

1.顯微結(jié)構(gòu)分析

從SEM圖像中可以看出，Ti2SnC顆粒均勻分布在銅基復(fù)合材料的基體中。隨著顆粒含量的增加，顆粒與基體之間的界面區(qū)域增加，形成了更加致密的結(jié)構(gòu)。

2.力學(xué)性能測(cè)試

隨著Ti2SnC顆粒含量的增加，銅基復(fù)合材料的壓縮強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度逐漸增加。這是由于Ti2SnC顆粒的加入提高了復(fù)合材料的界面結(jié)合強(qiáng)度和晶粒細(xì)化效應(yīng)。

3.摩擦磨損性能測(cè)試

Ti2SnC顆粒的加入可以有效地提高銅基復(fù)合材料的摩擦磨損性能。隨著顆粒含量的增加，摩擦系數(shù)逐漸降低，表明了顆粒的加入可以減少試樣表面的磨損。同時(shí)，試樣的磨損量也隨之減少。

四、結(jié)論

本文通過添加Ti2SnC納米顆粒來增強(qiáng)銅基復(fù)合材料的摩擦磨損性能。研究結(jié)果表明，隨著Ti2SnC含量的增加，銅基復(fù)合材料的力學(xué)性能逐漸提高。通過掃描電子顯微鏡分析發(fā)現(xiàn)，顆粒和基體之間形成了致密的結(jié)構(gòu)。而摩擦磨損性能的測(cè)試結(jié)果表明，Ti2SnC顆粒的加入能夠有效地降低摩擦系數(shù)和磨損量，提高銅基復(fù)合材料的耐磨性能。這對(duì)于進(jìn)一步改善銅基復(fù)合材料的工程應(yīng)用性能具有重要的意義。

通過添加Ti2SnC納米顆粒，可以顯著提高銅基復(fù)合材料的力學(xué)性能和摩擦磨損性能。顆粒與基體之間形成了致密的結(jié)構(gòu)，這有助于提高復(fù)合材料的界面結(jié)合強(qiáng)度和晶粒細(xì)化效應(yīng)。隨著顆粒含量的增加，銅基復(fù)合材料的壓縮強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度逐漸增加，同時(shí)摩擦系數(shù)和磨損量也逐漸降低，表明Ti2SnC顆粒的