CNTs／AZ91復(fù)合材料的摩擦磨損性能

吳俊斌，曾效舒，羅 雷，袁秋紅

（南昌大學(xué)機電工程學(xué)院，南昌 330031）

0 引 言

與傳統(tǒng)金屬材料相比，金屬基復(fù)合材料的比強度和比模量更高，且具有耐熱性能好、熱膨脹系數(shù)低、尺寸穩(wěn)定性高等特點［1－2］，能夠滿足工業(yè)對材料日益苛刻的性能要求。通過在金屬基體中加入均勻分散的納米級增強相而制得的復(fù)合材料，具有優(yōu)異的力學(xué)性能以及導(dǎo)電、導(dǎo)熱、耐腐蝕、耐磨損、耐高溫和抗氧化等性能［3－4］。AZ91鎂合金廣泛應(yīng)用于汽車和航天工業(yè)，具有密度小、比強度和比剛度高、耐腐蝕、吸震、防電磁干擾能力強、易加工等優(yōu)異的性能，但其在較低載荷下就會發(fā)生嚴重的磨損，在干摩擦和潤滑條件下的抗咬合能力均很差［5］，這嚴重制約了它的應(yīng)用。碳納米管（CNTs）的長徑比較大，具有優(yōu)異的力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性能以及良好的潤滑性能［6］，成為改善金屬材料性能最理想的納米級增強相之一。姜金龍等［7－8］的研究表明，CNTs具有良好的自潤滑和增強作用，CNTs增強金屬基復(fù)合材料的摩擦因數(shù)和磨損率均隨CNTs體積分數(shù)的增大而減小。目前，對于CNTs／鎂合金復(fù)合材料的研究主要集中在材料設(shè)計及其力學(xué)性能等方面［9－10］，有關(guān)其摩擦磨損性能的研究較少。為此，作者采用粉末冶金與熱擠壓相結(jié)合的方法制備了CNTs增強AZ91鎂合金復(fù)合材料（CNTs／AZ91復(fù)合材料），研究其在干滑動條件下的摩擦磨損性能，分析了CNTs含量對復(fù)合材料摩擦磨損性能的影響，并與AZ91鎂合金的摩擦磨損性能進行了對比。

1 試樣制備與試驗方法

1.1 試樣制備

試驗原料為市售鎂粉（純度99.5%）、鋁粉（純度99.0%）、鋅粉（純度90.0%）、錳粉（純度99.0%）以及CNTs。……