随着科学技术的迅速发展,对摩擦材料性能提出越来越高的要求。传统的摩擦材料已不能满足实际需要。因此,研究开发具有优异综合性能的新型摩擦材料是十分重要而又迫切的。 Al₂O₃是一种有着许多优良性能的重要特种陶瓷,在许多领域得到了广泛的应用。Al₂O₃陶瓷及其复合材料具有密度低、强度高、耐磨性及化学稳定性高,高温下摩擦系数稳定等性能,在摩擦材料领域有着极大的应用潜力。 本研究以来源丰富、价格低廉的Al₂O₃为基体,通过添加助烧剂和各种性能的调节剂,在常压低温下烧结得到了陶瓷基摩擦材料。采用销-盘式摩擦试验机,就不同配比,不同成型压力及不同添加剂对Al₂O₃陶瓷摩擦材料的摩擦行为与机理影响进行了较系统的研究,并结合TG-DTA、XRD和SEM分析讨论了Al₂O₃陶瓷摩擦材料的显微结构和性能。为Al₂O₃陶瓷摩擦材料的应用提供了实验参考。 结果表明,随着Al₂O₃含量的减少,助烧剂AS含量的增大,摩擦材料的致密化程度整体为下降趋势;材料的摩擦系数逐渐减小,磨损率减小;材料的力学性能有所降低。 随着成型压力的增大,所制得的陶瓷摩擦材料的密度增大,气孔率减小;材料的摩擦系数减小,但磨损性能有所改善;随着成型压力的增大,材料的断裂韧性有所增强。在280MPa时,材料的抗压强度最大。 研究了在Al₂O₃陶瓷中引入了SiC、ZrO₂、CaO、MgO等不同添加剂对陶瓷结构和性能的影响,并分析其作用机制。结果表明ZrO₂和CaO这两种添加剂的加入都导致了材料的致密化程度明显下降,SiC和MgO对材料的密度影响不大。SiC、MgO和CaO这三种添加剂的加入使材料的摩擦系数减小,ZrO₂使材料的摩擦系数增大;但耐磨损性能均增强。SiC、ZrO₂和CaO这三种添加剂的加入使材料的强度和韧性得到了提高,其中以CaO的效果最为明显。