Ti 3 SiC 2 /Cu复合材料的制备与摩擦磨损性能

以Ti3SiC2陶瓷粉和Cu粉作为原料，采用放电等离子烧结(SPS)工艺制备Ti3SiC2/Cu块体复合材料，研究不同Ti3SiC2添加含量及烧结温度对Ti3SiC2/Cu复合材料的组织、致密度和显微硬度的影响，研究SPS后Ti3SiC2/Cu复合材料的摩擦磨损性能。研究表明：采用SPS工艺制备的Ti3SiC2/Cu复合材料的Ti3SiC2在Cu中分布均匀，但随着Ti3SiC2含量的增加和烧结温度的升高，组织中出现团聚趋势，部分Ti3SiC2与Cu在界面处发生互溶现象，互溶增强了Ti3SiC2与基体的结合能力；Ti3SiC2含量和烧结温度对Ti3SiC2/Cu复合材料的致密度和显微硬度影响较大，当烧结温度为900℃时，Ti3SiC2/Cu复合材料的致密度达到99.7%，接近完全致密，Ti3SiC2/Cu复合材料的硬度较纯Cu提高了2倍左右；对于不同Ti3SiC2含量的Ti3SiC2/Cu复合材料的磨损机制也有所差异，当Ti3SiC2含量较低时(1vol%~5vol%)，磨损机制为磨粒磨损和黏着磨损；随着Ti3SiC2含量的增加(10vol%~15vol%)，Ti3SiC2发挥了本身的自润滑性，Ti3SiC2/Cu复合材料的摩擦磨损性能有所改善，磨损机制转为犁削磨损和轻微黏着磨损；当Ti3SiC2含量增加到20vol%时，Ti3SiC2/Cu复合材料的磨损表面变得均匀而平整，表明Ti3SiC2/Cu复合材料的耐磨性提高。