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本论文系统地研究了复合材料的热压制备工艺,探索了热压温度、压力、升温速率以及保温时间等工艺参数对复合材料制备的影响。试验发现,在热压温度为590℃左右、压力为20MPa、并且快速升温到热压温度以及较短的保温时间的条件下进行二次热压,可得到组织均匀且致密的石墨铝基复合材料。
对复合材料进行摩擦磨损性能测试,结果显示复合材料具有较小的摩擦系数及良好的耐磨损性能,这是由于在摩擦过程中形成石墨润滑膜的缘故,该润滑膜的存在能明显改善复合材料的摩擦磨损性能。摩擦系数随载荷的增大而降低,在较大载荷时,不同石墨含量的复合材料的磨擦系数趋于一致,达到最小值0.17。石墨含量高的复合材料容易形成润滑层,所以摩擦系数在较低载荷下就能达到最小值。复合材料的磨损率随石墨含量的增加先增加后降低。影响磨损率的主要因素是其相对致密度,接近理论密度的复合材料在本实验条件下能保持较低的磨损率为(0.5-2.1)×10<-3>mm<3>/m。
利用SEM、EDS等分析手段对复合材料的磨损表面进行形貌分析可知,磨损表面主要由石墨、Al以及Al(Fe)的氧化物组成。在摩擦过程初期,磨损机理主要为粘着磨损,随着摩擦过程的进行,摩擦机理逐渐转变为疲劳磨损,其间伴随有少量的磨粒磨损和氧化磨损。