热扩散反应下AI-TiO2-C铝基复合材料的组织结构与磨损特性研究

本文主要探讨了通过AI-TiO2-C系的热扩散反应法制备的铝基复合材料的组织结构和磨损性能。该研究在2008年发表在《南京理工大学学报（自然科学版）》上，作者朱和国、陈逞、吴旭和袁运站针对这一系统进行了深入研究。 首先，研究中采用的热扩散反应方法是一种将金属铝与氧化钛及碳元素结合，形成新型复合材料的过程。当C/TiO2的摩尔比为0时，复合材料中的增强体主要由α-Al2O3颗粒和Al3Ti棒状物构成。这种情况下，磨损测试显示磨损质量损失随滑动路程的增加呈线性增长，而且随着滑动速度的提升，磨损损失增加明显，尤其是在滑动速度约为0.9m/s时达到峰值，之后逐渐减小。磨损过程主要是磨粒磨损，表现为磨屑团聚、表层剥落以及Al3Ti棒的暴露和破裂。 然而，当C/TiO2摩尔比增加至1时，Al3Ti棒状物的数量显著减少，这导致了复合材料耐磨性能的显著提高。此时，拭拉强度有了显著提升，磨损表面变得平整，磨粒数量减少，形成了更大的流变区，同时剥落层消失。这种变化表明磨损主要转变为粘着磨损，这是由于C的存在增强了材料的抗粘附能力。 这篇论文揭示了热扩散反应法制备的AI-TiO2-C系铝基复合材料的微观结构与其在干滑动磨损条件下的性能变化关系，这对于理解此类复合材料的制备策略和优化其应用具有重要的科学价值。对于从事材料科学、工程领域的研究人员来说，这篇文章提供了关于如何通过调整C/TiO2比例来改善复合材料耐磨性能的重要参考。