Page 44 - 《摩擦学学报》2021年第2期

第 2 期 丰晓春, 等: 添加Ag 2 Nb 4 O 11 的NiAl基复合材料的高温摩擦学性能及高温润滑机理研究 189

表 1 NiAl基复合材料的组成﹑密度和显微硬度
Table 1 The composition, density and Vickers hardness of NiAl-based composites

Compositions (mass fraction)
NiAlcomposites VickersHardness,HV Density/(g/cm ) 3
NiAl AgNbO 3 Ag 2 Nb 4 O 11
NA 100 0 0 489.9±5.0 5.65
NABO20 80 0 20 711.7±26.3 5.99
NAB20 80 20 0 639.2±21.0 5.95

tics Int. USA)测定复合材料的密度，所用分析天平的 单位N.
测量精度为0.000 1 g. 采用配有维氏金刚石锥形压头 利用X射线衍射仪(XRD; D8-Discover 25, Bruker)
的显微硬度计(MH-5-VM，中国上海恒仪科技有限公 分析球磨粉末、烧结后的复合材料和磨损表面的相组
司)测定复合材料的显微硬度，载荷为5 N，保压时间 成. 利用扫描电子显微镜(SEM; TESCAM-MIRAS, Czech)
为5 s，每个试样至少测试10次，取其平均值列于表1中. 和能谱仪(EDS)分析复合材料及其磨损表面形貌. 采
采用球-盘型高温摩擦磨损试验机(UMT-3, Bruker 用 HRTEM、 选 区 电 子 衍 射 (SAED)和 TEM能 谱 仪
Corp, USA)进行摩擦磨损测试，旋转半径为5 mm，在 (TEMEDS，field emission JEOL JSM 2100F)分析复合
大气气氛下(湿度：25%)，载荷为20 N，滑动速度为 材料磨损表面的磨屑的结构和成分. 采用λ=532 nm的
0.105 m/s，滑动时间60 min，测试温度分别为25、200、 激光显微拉曼光谱仪(HORIBA Jobin Yvon S.A.S.,
400、600和800 ℃，选用直径为10 mm的氧化铝陶瓷球 France)进一步表征分析复合材料磨损表面和Al O 对
3
2
(16.5 GPa、0.032 μm)为对偶，每次摩擦试验(相同的条 偶球摩擦表面的物相组成.

件)至少重复3次. 采用三维表面轮廓仪(MicroXAM-
2 结果和讨论
800, KLA tencor，USA)测量复合材料的磨痕的横截面
积，进而计算磨损体积. 采用ω=V/(S·F)计算试样的磨 2.1 复合材料的组成结构分析和表征
损率，其中ω为磨损率，单位mm /(N·m)，V为磨损体 图1给出了高温固相反应法制备的铌酸银粉末
3
3
积，单位mm ，S为总滑动距离，单位m，F为施加载荷， (Ag Nb O )的XRD谱图和形貌的SEM照片. 在XRD
2
11
4
(b)

(a) Ag 2 Nb 4 O 11

Intensity/a.u. (c) 30 μm

20 30 40 50 60 70 80 90
2θ/(°)

3 μm

Fig. 1 XRD pattern (a), SEM morphology (b) and detail enlargement (c) of Ag 2 Nb 4 O 11 powders
图 1 Ag 2 Nb 4 O 11 粉体的XRD谱图(a)、SEM形貌(b)和放大图(c)