C/C多孔体的高温热处理对C/C-SiC复合材料摩擦磨损行为的影响 |
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引用本文: | 张硕,付前刚,张佩,费杰,李伟.C/C多孔体的高温热处理对C/C-SiC复合材料摩擦磨损行为的影响[J].无机材料学报,2023(5):561-568. |
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作者姓名: | 张硕 付前刚 张佩 费杰 李伟 |
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作者单位: | 西北工业大学凝固技术国家重点实验室,纤维增强轻质复合材料陕西省重点实验室 |
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基金项目: | 国家自然科学基金(52125203,51872239);;国家重点研发计划(2021YFA0715800); |
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摘 要: | 低密度C/C多孔体的结构与性能调控是制备具有优异摩擦磨损性能的C/C-SiC复合材料的关键。本研究采用化学气相渗积法制备了C/C多孔体,并对其进行2100℃高温热处理,再通过反应熔渗法制备了C/C-SiC复合材料,研究了C/C多孔体高温热处理对C/C-SiC复合材料微观结构、导热性能和摩擦磨损性能的影响。结果表明,经2100℃热处理的C/C多孔体孔隙率和石墨化程度增加,用其制备的C/C-SiC复合材料比C/C多孔体未经热处理的密度更大(2.22 g/cm3),孔隙率由5.1%降低至3.4%, SiC陶瓷相含量比热处理前提高11.9%。石墨化程度越高,声子的平均自由程越大,因此其室温的导热率提升到3.1倍, 1200℃导热率提升到1.2倍。经过热处理的热解炭更软,摩擦面易形成连续且稳定的摩擦膜,因此摩擦系数更稳定,并且在测试载荷为3、6和9 N下磨损率均显著降低,下降幅度达到47.8%、41.9%和11.7%,平均摩擦系数分别为0.47、0.38和0.39。综上所述,对C/C多孔体进行高温热处理可使C/C-SiC复合材料的导热性能提升,更耐磨并且表现出更稳定的摩擦系数。
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关 键 词: | C/C-SiC复合材料 高温热处理 导热率 摩擦 耐磨 |
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