稻殼基陶瓷顆粒制備及其對鋁基復合材料摩擦學特性的影響.pdf

1、本文以稻殼為原料，采用高溫炭化法制備出稻殼基陶瓷顆粒(RHC)。利用化學鍍方法制備出鍍鎳稻殼基陶瓷顆粒(Ni-RHC)，研究實現(xiàn)RHC顆粒表面均勻化學鍍鎳的最優(yōu)工藝;然后用鍍鎳顆粒制備成坯體，研究其摩擦學性能;并將鍍鎳顆粒作為鋁基復合材料的增強體，研究其含量對復合材料摩擦學性能的影響。
　　采用單因素和正交試驗對RHC顆粒表面鍍鎳工藝進行優(yōu)化，考察不同工藝參數(shù)對施鍍效果的影響。結(jié)果表明:影響鍍鎳的因素順序是:次亞磷酸鈉濃度＞溫度＞

2、pH＞時間;RHC顆粒表面鍍鎳的優(yōu)化工藝參數(shù)為:60℃、180 min、pH=11、次亞磷酸鈉濃度為180 g/L。利用掃描電子顯微鏡，傅里葉紅外光譜，X射線衍射等現(xiàn)代分析手段對顆粒表面與結(jié)構(gòu)進行分析，結(jié)果表明:傅里葉紅外光譜顯示RHC有-OH、-CH3、-CH2-、-C6H5等官能團;X射線衍射圖顯示RHC中無定形碳居多，含有少量的石墨微晶，Ni-RHC中鎳的X射線衍射特征峰表明施鍍?nèi)〉贸晒?SEM/EDS結(jié)果再次驗證了RHC顆粒表面

3、已成功鍍上鎳層，顆粒主要含有碳、硅、磷、鎳和氧5種元素。
　　利用冷壓制成型技術將RHC和Ni-RHC顆粒制備成稻殼基陶瓷坯(RHA)和鍍鎳稻殼基陶瓷坯(Ni-RHA)摩擦材料;研究載荷和轉(zhuǎn)速對其摩擦性能的影響。結(jié)果表明，同等條件下，Ni-RHA磨損體積相對于RHA降低100倍左右，在高載荷和速度條件下Ni-RHA減摩性能較RHA好。研究發(fā)現(xiàn)，在RHA對磨件鋼球表面有一層黑色附著物，主要組成元素為C和O，對鋼球表面碳進行拉曼分析。

4、結(jié)果表明RHA對偶鋼球表面碳發(fā)生了一定程度的石墨化。Ni-RHA由于在摩擦過程中鎳首先剝落到摩擦界面形成連續(xù)的保護層，進而起到抗磨的功效。
　　將制得RHC和Ni-RHC顆粒作為增強相，通過冷壓燒結(jié)工藝得到RHC/Al和Ni-RHC/Al復合材料。研究不同顆粒添加量對復合材料的摩擦性能影響，結(jié)果表明當添加量為15 wt％時，磨損體積最小。復合材料的硬度測試結(jié)果表明，Ni-RHC/Al復合材料的硬度同比高于RHC/Al。進一步添加5