液相燒結(jié)SiC陶瓷的耐腐蝕、耐磨損性能研究.pdf

1、SiC陶瓷具有硬度大，強(qiáng)度高，熱膨脹系數(shù)低，耐磨損，抗腐蝕等優(yōu)異性能，作為機(jī)械密封件及耐磨、耐腐蝕件應(yīng)用前景廣闊。本課題組前期研發(fā)出了以BaO-Al2O3-Y2O3為燒結(jié)助劑液相燒結(jié)的致密SiC陶瓷(LPS-SiC)，該陶瓷結(jié)構(gòu)致密，強(qiáng)度高，綜合性能優(yōu)良。本文以此為對象，分別研究其在常溫及70℃酸、堿水溶液中的化學(xué)腐蝕行為，并與反應(yīng)燒結(jié)SiC陶瓷(RB-SiC)對比，評價(jià)其耐化學(xué)腐蝕性能。以LPS-SiC為摩擦塊，常壓燒結(jié)SiC陶瓷(S

2、-SiC)為對磨環(huán)，采用環(huán)塊式摩擦磨損方式，研究LPS-SiC陶瓷在干態(tài)和滴油狀態(tài)下的摩擦磨損行為。
　　LPS-SiC陶瓷在不同酸溶液介質(zhì)中的腐蝕程度不同，在HNO3溶液中腐蝕最嚴(yán)重，HCl溶液中次之，H2SO4溶液中腐蝕程度最輕。在酸溶液介質(zhì)中腐蝕后，LPS-SiC陶瓷腐蝕表面形成竹葉狀的腐蝕坑，在此區(qū)域外其它部分腐蝕不明顯。LPS-SiC陶瓷的腐蝕機(jī)理主要為酸對氧化物第二相的腐蝕，由于BaAl2Si2O8、Y2Si2O7的耐

3、酸腐蝕性存在明顯差異，LPS-SiC陶瓷的酸腐蝕具有選擇性。腐蝕導(dǎo)致LPS-SiC陶瓷失重和強(qiáng)度衰減明顯，在3.53 mol/L HNO3溶液中常溫腐蝕75天后，LPS-SiC陶瓷形成了約100μm厚的腐蝕層，失重2.63 mg/cm2，抗彎強(qiáng)度下降到255 MPa。在70℃酸溶液中，LPS-SiC陶瓷的腐蝕加速，其腐蝕速率約為常溫腐蝕的6倍。
　　在常溫和70℃的6.12 mol/L NaOH溶液中，LPS-SiC陶瓷發(fā)生氧化物

4、第二相的均勻化學(xué)腐蝕，為反應(yīng)控制的動力學(xué)過程。LPS-SiC陶瓷的堿腐蝕導(dǎo)致陶瓷表層SiC顆粒脫落，腐蝕失重、表面粗糙度增大，強(qiáng)度降低。盡管在70℃NaOH水溶液中LPS-SiC陶瓷的腐蝕機(jī)理不變，但腐蝕加劇，腐蝕失重及強(qiáng)度降低愈加明顯。LPS-SiC陶瓷在常溫腐蝕75天后的抗彎強(qiáng)度為467 MPa，而70℃腐蝕9天后的抗彎強(qiáng)度降低到408MPa。在堿腐蝕介質(zhì)中，LPS-SiC的耐腐蝕性比RB-SiC陶瓷有顯著提高。
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