石墨烯对铜基制动材料的性能影响
本文选题:石墨烯 切入点:铜 出处:《表面技术》2017年06期 论文类型:期刊论文
【摘要】:目的为了提高铜基制动材料的力学性能和摩擦学性能,选用石墨烯作为增强填料添加到铜基制动材料中,研究石墨烯对铜基制动材料性能的影响。方法采用粉末冶金的方法制备了石墨烯含量(质量分数,后同)分别为0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%的铜基复合材料,并对不同试样的力学性能和摩擦磨损性能进行比较。结果含有石墨烯的试样硬度为46.4~54.2HB,高于未添加石墨烯试样的硬度(44.5HB)。含有石墨烯的试样抗弯强度为250~418 MPa,均高于未添加石墨烯试样的抗弯强度(218 MPa),其中石墨烯含量为0.4%的试样的硬度和抗弯强度最大,分别为54.2HB和418 MPa。随着石墨烯含量的增加,材料的密度逐渐下降。当石墨烯含量为0.2%~0.4%时,材料摩擦系数的稳定性提高且磨损率降低;当石墨烯含量为0.6%~0.8%时,材料摩擦系数的稳定性下降且磨损率变大。当石墨烯含量为0.4%时,材料的摩擦系数最稳定,摩擦系数的方差为0.3×10~(-3)(未添加石墨烯的试样为1.4×10~(-3)),磨损率最低,位于0.136×10~(-6)~0.185×10~(-6) mm~3/(N·m)之间(未添加石墨烯的试样位于0.42×10~(-6)~0.82×10~(-6)mm~3/(N·m)之间)。结论少量的石墨烯(0.2%~0.4%)可以显著提高铜基制动材料的硬度和弯曲强度,其中石墨烯含量为0.4%时,制成的制动材料的机械性能最佳,同时试样的摩擦系数稳定,磨损率较低。
[Abstract]:In order to improve the mechanical and tribological properties of copper based brake materials, graphene was selected as reinforcement filler to be added to copper based brake materials. The effect of graphene on the properties of copper-based brake materials was studied. Methods the copper matrix composites with graphene content (mass fraction, the same) as 0. 2% and 0. 4% and 0. 6% were prepared by powder metallurgy. The mechanical properties and friction and wear properties of different samples were compared. Results the hardness of the samples containing graphene was 46.4 ~ 54.2HBs, which was higher than that of the samples without graphene. The flexural strength of the samples containing graphene was 250 ~ 418MPa, which was higher than that of those without graphene. The flexural strength of the graphene added sample is 218 MPA ~ (-1), and the hardness and bending strength of the sample with 0.4% graphene content are the highest. With the increase of graphene content, the density of the material decreased gradually. When the graphene content was 0.2-0.4, the friction coefficient of the material increased and the wear rate decreased, and when the graphene content was 0.6 ~ 0.8, the friction coefficient of the material increased and the wear rate decreased when the content of graphene was 0.2-0.4. When the content of graphene is 0.4, the friction coefficient of the material is the most stable, the variance of the friction coefficient is 0.3 脳 10 ~ (-3) (the sample without graphene is 1.4 脳 10 ~ (-3)), and the wear rate is the lowest. The results show that the hardness and flexural strength of copper based brake materials can be significantly improved by a small amount of graphene 0.22 and 0.42 脳 10~(-6)mm~3/(N m), which is located between 0.136 脳 10 ~ (-6) and 0.185 脳 10 ~ (-6) mm~3/(N ~ (6) mm~3/(N m, where the graphene content is 0.4mm, and the content of graphene is 0.44 脳 10 ~ (-1), and the bending strength of the copper based brake material can be improved significantly when the graphene content is 0.4 脳 10 ~ (-1). The brake material has the best mechanical properties, and the friction coefficient is stable and the wear rate is low.
【作者单位】: 盐城工学院;江苏大学材料科学与工程学院;
【分类号】:TB333;U463.5
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,本文编号:1649661
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