Page 55 - 摩擦学学报2025年第4期

第 4 期 易美荣, 等: 镀铜Ti 3 SiC 2 和石墨双相增强铜基复合材料的制备及摩擦学性能研究 543

0.8 [32]

—— S1 —— S4 到了减摩耐磨的作用 . 对于石墨粒径更大的样品S5和
0.7 —— S2 —— S5 S6 [图7(e~f)]，可以观察到摩擦表面出现明显的材料
—— S3 —— S6
Friction coefficient 0.5 墨在剪切力的作用下易发生剥落，同时石墨粒径越大
0.6
剥落. 这是由于随着摩擦试验的进行，样品内部的石
则越容易出现大片石墨整块的剥落. 在低载荷下大粒
0.4
0.3 径石墨能更容易起到减摩作用，但在高载下大量剥落
物会残留在摩擦副之间形成三体磨损，从而导致样品
0.2
的摩擦系数和磨损率增加，其磨损机制主要是磨粒磨
0 20 40 60 80 100 120
Time/s 损，这与前面大尺寸石墨的摩擦系数和磨损率偏高，

Fig. 6 Real-time friction coefficient for the sample tested at 及一段时间后实时摩擦系数不稳定的结果吻合.
80 N and 800 r/min 图8所示为S4样品在80 N和800 r/min条件下摩擦
图 6 不同样品在80 N和800 r/min下摩擦试验的 试验结束后其磨损表面的Ti和Si元素的XPS谱图，其中
实时摩擦系数
Ti 2p分析结果如图8(a)所示，除了在457.38和460.48 eV
样品表面的Ti SiC 会在高温高载下分解氧化生成Ti- 观察到分配给Ti SiC 的Ti 2p 和Ti 2p 的峰之外，还
2
3
3
2
1/2
3/2
Si氧化物. 随着摩擦的进行，摩擦表面氧化越严重，氧 可以在458.88和464.98 eV观察到其氧化物的峰. 对于
化物越多，其氧化物就越容易与石墨共同组成润滑 Si元素，可以将98.01和102.28 eV的Si 2p 和Si 2p 峰
3/2 1/2
膜，避免了摩擦副上试样与基体的直接接触，从而起 赋予Ti SiC [图8(b)]，相应地，在101.28和103.08 eV的
3 2

(a) (b) (c)

50 μm 50 μm 50 μm

(d) (e) (f)
EDS1

EDS2

50 μm 50 μm 50 μm

Fig. 7 SEM micrographs of worn surfaces on the samples tested at 80 N and 800 r/min: (a) S1; (b) S2; (c) S3; (d) S4; (e) S5; (f) S6
图 7 样品在80 N和800 r/min下摩擦试验后的微观形貌的SEM照片：(a) S1；(b) S2；(c) S3；(d) S4；(e) S5；(f) S6

(a) Ti 2p (b) Si 2p
TiO 2
Ti 3 SiC 2
Ti 3 SiC 2
TiO 2 SiO 2 SiO 2
Ti 3 SiC 2
Intensity/a.u. Intensity/a.u. Ti 3 SiC 2

450 455 460 465 470 475 96 98 100 102 104 106 108 110
Binding energy/eV Binding energy/eV
Fig. 8 XPS analysis of friction surface of S4 sample after friction test at 80 N and 800 r/min: (a) Ti; (b) Si
图 8 S4样品在80 N和800 r/min下摩擦试验后的摩擦表面XPS分析：(a) Ti；(b) Si