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题名碳化硼及其复合陶瓷润滑条件下摩擦学研究进展
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作者
张巍
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机构
中国科学院金属研究所/沈阳材料科学国家研究中心
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出处
《材料研究与应用》
2025年第2期201-218,共18页
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基金
辽宁省自然科学基金项目(2022-MS-013)
中国科学院金属研究所自主部署项目(E255L401)
沈阳材料科学国家研究中心青年人才资助项目(E21SL412)。
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文摘
碳化硼因高硬度、低密度和优异的耐磨性能,成为旋转或移动耐磨元件的潜在候选材料。在实际工程应用中,碳化硼及其复合陶瓷常在流体润滑条件下工作,其摩擦和磨损行为显著不同于干摩擦条件下的表现。因此,研究碳化硼及其复合陶瓷在润滑条件下的摩擦学性能及机理,对于其研发和性能优化具有重要意义。首先从摩擦化学反应、斯特里贝克曲线、水润滑机理、第二相种类及含量、润滑剂种类及润滑方式等方面,对碳化硼及其复合陶瓷在润滑条件下的摩擦学性能与机理进行了总结。研究表明,在水润滑条件下,碳化硼及其复合陶瓷会发生摩擦化学反应,且其反应受载荷、滑动速度、水温及对磨体材料等因素的影响。与单相碳化硼陶瓷不同,碳化硼-碳化硅复合陶瓷的斯特里贝克曲线呈现出明显的边界润滑区域。尽管非氧化物陶瓷在水润滑条件下的低摩擦机理仍存在争议,但流体动压润滑与摩擦化学反应的协同作用是碳化硼及其复合陶瓷在水中滑动时实现低摩擦的关键。第二相的种类及含量通过改变摩擦化学反应及陶瓷表面物理形貌,可对润滑条件下的摩擦学性能产生显著影响。润滑剂种类通过粘度差异或钝化碳质表面能力的不同影响碳化硼及其复合陶瓷的摩擦学行为,而润滑方式的变化也对其摩擦学性能具有重要作用。最后,对碳化硼及其复合陶瓷在润滑条件下摩擦学的研究发展方向进行了展望。
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关键词
碳化硼陶瓷
摩擦化学反应
斯特里贝克曲线
第二相
润滑剂
摩擦
磨损
水润滑
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Keywords
boron carbide ceramics
tribochemical reaction
Stribeck curve
second phase
lubricant
friction
wear
water lubrication
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分类号
TB321
[一般工业技术—材料科学与工程]
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