【摘 要】
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本研究制备了泡沫SiC/Cu双连续相复合材料和泡沫SiC/Fe双连续相复合材料，并研究了这两种复合材料的腐蚀行为以及腐蚀对SiC/Cu双连续相复合材料摩擦磨损行为的影响。以用高分子
【出 处】
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中国科学院研究生院 中国科学院大学
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本研究制备了泡沫SiC/Cu双连续相复合材料和泡沫SiC/Fe双连续相复合材料，并研究了这两种复合材料的腐蚀行为以及腐蚀对SiC/Cu双连续相复合材料摩擦磨损行为的影响。以用高分子热解结合反应烧结法制备的双尺度SiC泡沫陶瓷为增强体，用挤压铸造法可制备泡沫SiC/Cu双连续相复合材料及添加摩擦组元的泡沫SiC/Cu双连续相复合材料。在SiC/Fe双连续相复合材料的界面过渡区存在着Fe与SiC的激烈化学反应，选用经表面挂SiO2浆料工艺处理的疏松多孔SiC泡沫陶瓷为增强体，可有效地削弱二者间的反应，制备出泡沫SiC/Fe双连续相复合材料泡沫SiC增强体的存在对泡沫SiC/Cu双连续相复合材料的腐蚀性能有很大的影响。SiC体积分数为40％、孔径为1-2mm的复合材料，在中性3.5％NaCl水溶液中，其腐蚀失重约为基体Cu的3倍，其原因是在残余应力与界面数量两种因素的共同作用下，泡沫SiC筋微孔中的Cu严重腐蚀。在5.0％NaCl和0.01mol/L的NaHSO3盐雾中，其腐蚀失重均比对应的基体Cu大，位于泡沫SiC宏观网孔两相界面处和泡沫SiC筋微孔处的Cu腐蚀较重。NaHSO3对材料的腐蚀作用比NaCl的大。泡沫SiC的体积分数及孔径对SiC/Cu双连续相复合材料的腐蚀行为有一定的影响：孔径不变时，随着SiC体积分数的增加单位面积的腐蚀失重增大；体积分数不变时，随着孔径的增大单位面积的腐蚀失重增加。
多孔泡沫SiC增强体对泡沫SiC/Fe双连续相复合材料在中性3.5％NaCl水溶液中的腐蚀行为有一定的影响。在残余应力与金属间化合物的共同作用下，其腐蚀敏感性比基体20＃钢的稍大，电化学测试结果也说明了上述观点。在5.0％NaCl盐雾中，泡沫SiC/Fe双连续相复合材料与对应的基体20＃钢的腐蚀失重没有显著的区别；在0.01mol/L的NaHSO3盐雾中，其腐蚀失重比基体20＃钢的略小；在两种盐雾中的主要腐蚀产物成分均为FeOOH。泡沫SiC增强体的筋结构对SiC/Fe双连续相复合材料的腐蚀行为有较大的影响。由于基体与增强体间存在电偶腐蚀，用致密骨架制备的复合材料的耐蚀性明显低于其对应的基体45＃钢。腐蚀对SiC/Cu双连续相复合材料的摩擦性能没有显著的影响。SiC骨架的体积分数对其摩擦性能有显著的影响，孔径对其摩擦性能也有一定程度的影响。对于网孔直径为1-2mm的复合材料，随着SiC体积分数的增加其摩擦系数先升后降，SiC的体积分数以50％为宜；而对于SiC骨架的网孔直径为0.5-0.8mm的复合材料，体积分数以60％的复合材料的摩擦性能最好。添加摩擦组元能显著改善SiC/Cu双连续相复合材料的摩擦性能：在三种不同转速及三种面压下，皆具有最高的摩擦系数和力矩稳定系数，且波动幅度最小；腐蚀对其摩擦系数和力矩稳定系数没有影响。
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