碳/碳复合材料的载流摩擦磨损性能及机理

宋联美^1,2,3，张永振²，上官宝²，赵彦文²

1. 机械科学研究总院武汉材料保护研究所2. 河南科技大学河南省材料摩擦学重点实验室3. 洛阳理工学院机电工程系

摘 要：在高速载流摩擦磨损试验机上对碳/碳复合材料进行摩擦磨损试验,研究了不同电流、载荷和滑动速度下复合材料的摩擦因数、磨损率及磨损表面形貌,并分析了磨损机理。结果表明:在一定载荷作用下,随电流和滑动速度增大,碳/碳复合材料的摩擦磨损性能先保持良好而后趋于恶化;在电流和滑动速度一定的条件下,较低和较高的载荷都会恶化碳/碳复合材料的摩擦磨损性能;随着摩擦表面温度升高,碳/碳复合材料基体开始氧化流失,碳纤维脱落形成磨屑,从而导致磨粒磨损;随后摩擦表面的高温使磨屑软化,磨屑在机械应力作用下逐渐被碾压成碳膜,形成粘着磨损;磨损表面温度的进一步升高以及高速冲击的作用破坏了碳膜的完整性,从而恶化了碳/碳复合材料的摩擦磨损性能。

关键词：碳/碳复合材料;载流摩擦磨损;磨粒磨损;粘着磨损;