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三元层状化合物Ti3SiC2结合了金属和陶瓷的优异性能,具有潜在的工程应用。本文利用商业Ti3SiC2粉末在1400°C氩气气氛保护下,施加30MPa压力,保温保压90min成功制备出了致密的Ti3SiC2块体。本论文研究了在不同的测试条件下,Ti3SiC2与不同对磨体(包括Ti3SiC2,Al2O3,Si3N4,SiC和GCr15轴承钢)对磨时的干摩擦磨损性能。实验发现,室温下空气中Ti3SiC2与不同对磨体材料滑动时展示了明显不同的摩擦学性能。摩擦副Ti3SiC2/SiC展示了最低的摩擦系数和磨损率,分别约为0.43和2.09×10-4mm3/Nm。测试温度对Ti3SiC2材料的干摩擦磨损性能也有影响。当测试温度为200°C时,摩擦副Ti3SiC2/SiC的摩擦系数和磨损率稍有增加,当Ti3SiC2与Ti3SiC2和Si3N4相对滑动时,它们的摩擦系数和磨损率并没有发生明显的变化。但是在高温下Ti3SiC2的磨损表面生成了更多的氧化物。同时,还采用自配副的方式研究了烧结温度对Ti3SiC2的摩擦学性能的影响。研究发现,当烧结温度达到1400°C时,自配副Ti3SiC2/Ti3SiC2相对于其他烧结温度下具有更低的摩擦系数和磨损率。研究同时发现,在不同的烧结温度下,Ti3SiC2的摩擦系数和磨损率变化趋势与它的密度和弯曲强度变化趋势一致。因此,可以推断认为Ti3SiC2的力学性能对其摩擦学性能起决定性作用。在室温氩气气氛中,Ti3SiC2材料显示出完全不同的摩擦磨损特性。这五种摩擦副材料之间的摩擦系数相差仅有~0.2,这可能意味着在氩气气氛下,Ti3SiC2的摩擦系数不再取决于摩擦副材料,而是由Ti3SiC2材料本身决定。分析发现,在氩气气氛中,Ti3SiC2的磨损表面上仅有少量的氧化物生成,磨损机制主要为机械磨损。在高温气冷堆模拟环境中,各个摩擦副的摩擦系数升高,但是摩擦副Ti3SiC2/Ti3SiC2,Ti3Si C2/SiC和Ti3SiC2/Al2O3的磨损率却有所下降,磨损率的降低有利于延长材料在实际应用中的使用寿命。因此,Ti3SiC2/SiC和Ti3SiC2/Al2O3摩擦副材料有望在高温气冷堆中获得一定的应用前景。