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作者：薛蓉;黄睿;罗龙飞;严钰轩;王继平;
单位：西安航天复合材料研究所,陕西省航天复合材料重点实验室;航天军代局驻西安某部;西安交通大学材料科学与工程学院,金属材料强度国家重点实验室;
摘要：以复合石墨球、纳米炭黑为碳源,PVA溶液为黏结剂,通过模压成型和反应熔渗制备出力学和自润滑性能优异的硅化石墨复合材料。研究了复合石墨球的粒径对硅化石墨复合材料的碳含量、力学性能和摩擦磨损的影响,讨论了高碳含量的硅化石墨复合材料在往复摩擦状况下的成膜机理和润滑机理。结果表明:纳米炭黑由于其更高的反应活性,在复合石墨球表面形成连续且致密的碳化硅层,有效抑制了复合石墨球与硅反应生成β-SiC。随着复合石墨球粒径增加,硅化石墨复合材料的碳含量从20.08%增加至43.03%,力学性能从151 MPa逐渐降低至96 MPa,摩擦系数和磨损率均明显降低(最低为0.11,5×10~(–7) mm~3·N~(–1)·m~(–1),15 N),展现出优异的自润滑性能。硅化石墨复合材料润滑性能的提高是由表面润滑膜的形成实现的,致密且连续的润滑膜能够避免对磨材料之间的直接接触,有效降低摩擦系数和磨损率。
关键词：硅化石墨复合材料;反应熔渗;复合石墨球;粒径;摩擦磨损性能
