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石墨烯增强钛基复合材料的摩擦磨损性能

张静雯 葛张一 万召梅 李九霄 马晓沛 张睿 王仁杰 郑龑 陶俊周

张静雯, 葛张一, 万召梅, 李九霄, 马晓沛, 张睿, 王仁杰, 郑龑, 陶俊周. 石墨烯增强钛基复合材料的摩擦磨损性能[J]. 上海工程技术大学学报, 2024, 38(4): 395-399. doi: 10.12299/jsues.23-0272
引用本文: 张静雯, 葛张一, 万召梅, 李九霄, 马晓沛, 张睿, 王仁杰, 郑龑, 陶俊周. 石墨烯增强钛基复合材料的摩擦磨损性能[J]. 上海工程技术大学学报, 2024, 38(4): 395-399. doi: 10.12299/jsues.23-0272
ZHANG Jingwen, GE Zhangyi, WAN Zhaomei, LI Jiuxiao, MA Xiaopei, ZHANG Rui, WANG Renjie, ZHENG Yan, TAO Junzhou. Friction and wear properties of graphene reinforced titanium matrix composites[J]. Journal of Shanghai University of Engineering Science, 2024, 38(4): 395-399. doi: 10.12299/jsues.23-0272
Citation: ZHANG Jingwen, GE Zhangyi, WAN Zhaomei, LI Jiuxiao, MA Xiaopei, ZHANG Rui, WANG Renjie, ZHENG Yan, TAO Junzhou. Friction and wear properties of graphene reinforced titanium matrix composites[J]. Journal of Shanghai University of Engineering Science, 2024, 38(4): 395-399. doi: 10.12299/jsues.23-0272

石墨烯增强钛基复合材料的摩擦磨损性能

doi: 10.12299/jsues.23-0272
基金项目: 上海市Ⅲ类高峰学科——材料科学与工程(高能束智能加工与绿色制造)
详细信息
    作者简介:

    张静雯(2001− ),女,本科生,研究方向为钛合金及钛基复合材料。E-mail:2330372572@qq.com

    通讯作者:

    李九霄(1978− ),女,副教授,博士,研究方向为钛合金及钛基复合材料。E-mail:lijiuxiao@126.com

  • 中图分类号: O436

Friction and wear properties of graphene reinforced titanium matrix composites

Funds: Class Ⅲ Peak Discipline of Shanghai-Materials Science and Engineering (High-Energy Beam Intelligent Processing and Green Manufacturing)
  • 摘要: 钛合金密度低、比强度和比刚度高、耐高温、耐腐蚀,但其硬度低、导热性差、黏性高、耐磨性差,这成为制约钛合金应用的重要因素。采用粉末冶金法制备石墨烯增强钛基复合材料,研究石墨烯对显微组织、硬度、拉伸性能和摩擦磨损性能的影响。结果表明:钛基复合材料晶粒尺寸较基体细小,并随着石墨烯含量的增加而减小。与基体相比,钛基复合材料的硬度、强度和摩擦磨损性能均得到显著提高。随着石墨烯含量的增加,硬度和强度升高,塑性下降,摩擦因数和磨损量都有所降低。当烧结温度为1273 K,石墨烯质量分数为0.5%时,钛基复合材料的硬度、拉伸和摩擦磨损综合性能最优,磨损量最小,较纯钛降低40%。
  • 图  1  基体粉和石墨烯混合粉末

    Figure  1.  Mixed powder of matrix powder and graphene

    图  2  基体和TMC显微组织

    Figure  2.  Microstructure of matrix and TMC

    图  3  基体和TMCs的硬度

    Figure  3.  Hardness of matrix and TMCs

    图  4  基体和TMCs的拉伸性能

    Figure  4.  Tensile properties of matrix and TMCs

    图  5  基体和TMCs在1273 K下烧结后的平均摩擦因数

    Figure  5.  Average friction coefficient of pure Ti and TMCs sintered at 1273 K

    图  6  基体和TMCs的磨损量

    Figure  6.  Wear loss of matrix and TMCs

    图  7  TMC3磨损表面形貌图

    Figure  7.  Wear surface morphology of TMC3

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  • 收稿日期:  2023-12-19
  • 刊出日期:  2024-12-31

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