第十五届全国摩擦学大会暨全国青年摩擦学学术会议

摘要：随着航空航天、轨道交通、电子电工等领域的发展，摩擦副服役环境日益苛刻，高性能耐磨材料的设计与开发愈发迫切。碳纤维具有优异的固体润滑效果，将其引入弥散强化铜基复合材料，可以在保持弥散铜高强度的同时提高其耐磨性。本文设计并制备了C_f-Al₂O₃/Cu复合材料，研究了不同载荷和线速度条件下C_f-Al₂O₃/Cu复合材料的摩擦磨损性能。结果表明：随着摩擦载荷的增加，C_f-Al₂O₃/Cu复合材料的摩擦系数和磨损率升高。低载荷情况下摩擦副之间的有效接触面积较小，随着载荷的增大，摩擦副相互挤压，增加了摩擦副之间的接触面积和正压力，使材料受到的剪切破坏增大，导致复合材料的摩擦系数和磨损率升高。随着线速度的增加，C_f-Al₂O₃/Cu复合材料的摩擦系数下降，但是磨损率升高。线速度的增加降低了复合材料粘着块的含量，同时磨损表面温度升高，复合材料表面更容易生成塑性变形层，从而降低其摩擦系数；但排出系统粘着块占比的增加以及系统相对运动加剧造成的塑性变形层的剥落，增大了复合材料的磨损率。在当前的试验条件下，10N-0.59m·s^-1时复合材料摩擦系数和磨损率相对较低。