工业级石墨烯纳米片对碳化硅陶瓷摩擦磨损性能影响的研究

分别将0~5 vol%的工业级石墨烯纳米片(GNPs)引入到SiC陶瓷中,研究了GNPs含量对SiC陶瓷的密度、硬度、微观结构等影响,通过盘销摩擦磨损试验研究了GNPs含量对SiC陶瓷与SiC、Si_(3)N_(4)、Al_(2)O_(3)和GCr15等配偶材料间的摩擦磨损行为。结果表明:随着GNPs的增加,SiC陶瓷相对密度减小、硬度下降;SEM显示了断口的薄片状GNPs以(0002)面在SiC晶粒间近似平行排布;随着GNPs连续增加至5 vol%,SiC陶瓷与SiC、Si_(3)N_(4)摩擦系数分别降低了26.5%、26.9%,磨损量则减少了94.7%和98.9%;SiC陶瓷与Al_(2)O_(3)、GCr15的摩擦系数则先降低后升高,而磨损量不断减低,当引入4 vol%GNPs时,SiC陶瓷的滑动摩擦系数最低,分别降低了20.5%、30.8%,含有5 vol%GNPs的Si C陶瓷的磨损量最少,分别减少了93.5%和77.5%;磨损区的微观形貌和拉曼光谱表明,引入GNPs的SiC陶瓷在磨损表面形成了含石墨烯的润滑膜,该润滑膜填充表面磨痕并附着于表面;随着GNPs的增加,形成的润滑膜则更为连续。嵌入SiC基体的GNPs在滑动摩擦中形成润滑膜是降低摩擦系数、减少磨损量的关键因素。

镍表面制备Pb-Si-Mg-Ti-O系陶瓷涂层及其高温绝缘性研究

以改性的铅玻璃粉、滑石粉、蒙脱土等为溶质,钛酸丁酯、二甲苯为溶剂,制备高粘度陶瓷浆料。通过浸渍提拉-低温烧结在镍表面快速制备Pb-Si-Mg-Ti-O系陶瓷涂层。研究了较高温度时陶瓷涂层的绝缘性;通过划痕法测试其与镍基底的附着力;采用FE-SEM研究了该涂层的微观形貌及涂层厚度等。结果表明:当固含量为25%时,涂层较薄且连续性较差;当固含量为35%时,涂层微观结构均匀,附着性良好,陶瓷涂层厚度约15.5μm;当固含量增加到45%时,涂层厚度增加,涂层局部出现明显熔融玻璃态。Pb-Si-Mg-Ti-O系涂层与镍基体的结合良好,当温度低于350℃时,固含量为35%的陶瓷涂层能保持良好的绝缘性能,并具备较好的随镍片变形的可挠曲性。