AZ91鎂合金及其Al2O3纖維-石墨顆?；祀s增強復(fù)合材料的滑動摩擦磨損性能研究

AZ91鎂合金及其Al2O3纖維-石墨顆?；祀s增強復(fù)合材料的滑動摩擦磨損性能研究摘要：

本文研究了AZ91鎂合金及其Al2O3纖維-石墨顆?；祀s增強復(fù)合材料的滑動摩擦磨損性能。通過實驗研究，得出了該復(fù)合材料在干摩擦、潤滑油潤滑和氯化氫酸液潤滑條件下的摩擦系數(shù)和磨損率，并進行了表征分析，揭示了該復(fù)合材料各潤滑條件下的摩擦機制和磨損機理。

關(guān)鍵詞：AZ91鎂合金；Al2O3纖維；石墨顆粒；混雜增強復(fù)合材料；滑動摩擦磨損性能

Introduction:

在航空、航天、汽車、船舶等領(lǐng)域，輕量化、高強度、高剛度、高耐磨性的材料具有重要的應(yīng)用價值。AZ91鎂合金是一種具有廣泛應(yīng)用前景的輕質(zhì)材料，但其耐磨性較差，限制了其應(yīng)用范圍。因此，研究AZ91鎂合金的耐磨增強方法具有重要的研究價值。

本研究采用Al2O3纖維和石墨顆?；祀s增強的方法，在AZ91鎂合金表面制備出Al2O3纖維-石墨顆粒混雜增強復(fù)合材料，以研究其滑動摩擦磨損性能，探索其耐磨機制。

Methods:

用擠壓工藝將Al2O3纖維和石墨顆?；祀s增強材料預(yù)制成為純AZ91鎂合金的片材樣品。制備的試樣先進行表面處理，去除表面銹蝕，然后與潤滑油和氯化氫酸液進行潤滑處理。采用球盤式滑動摩擦試驗機對試樣進行滑動摩擦磨損實驗，并記錄摩擦系數(shù)和磨損率的數(shù)據(jù)。通過掃描電鏡(SEM)和能譜儀(EDS)等手段對試樣進行表征和分析。

Resultsanddiscussion:

在干摩擦條件下，純AZ91鎂合金的摩擦系數(shù)和磨損率較高；添加Al2O3纖維和石墨顆粒后，摩擦系數(shù)明顯降低，磨損率減小。在潤滑油潤滑和氯化氫酸液潤滑條件下，摩擦系數(shù)和磨損率均得到了進一步降低。從表征分析結(jié)果中可以看出，添加Al2O3纖維和石墨顆粒可以有效地改善AZ91鎂合金的耐磨性能，其增強機制主要包括增加復(fù)合材料的硬度和強度、發(fā)揮張應(yīng)力和摩擦熱等多種因素。

Conclusions:

本研究成功地制備出了Al2O3纖維-石墨顆粒混雜增強的AZ91鎂合金復(fù)合材料，并對其滑動摩擦磨損性能進行了研究。實驗結(jié)果表明，在潤滑條件下，該復(fù)合材料具有優(yōu)異的耐磨性能。通過表征分析，揭示了該復(fù)合材料具有多種增強機制。該研究可為AZ91鎂合金的耐磨增強提供參考。

Keywords:AZ91magnesiumalloy;Al2O3fiber;graphiteparticle;hybrid-reinforcedcompositematerial;slidingfrictionandwearperformance.除了研究Al2O3纖維和石墨顆?；祀s增強外，許多學(xué)者還嘗試使用其他材料進行AZ91鎂合金的耐磨增強。例如，有研究人員使用納米氧化鋁和硅酸鹽纖維進行增強，發(fā)現(xiàn)在干摩擦和潤滑條件下，復(fù)合材料的摩擦系數(shù)和磨損率均得到了顯著降低。此外，使用碳纖維、石墨烯、氧化鋁顆粒等材料也可以對AZ91鎂合金進行耐磨增強。

在研究增強材料的同時，也需要注意潤滑條件對材料性能的影響。例如，有研究發(fā)現(xiàn)，加入潤滑油后，AZ91鎂合金的摩擦系數(shù)降低，但同時也導(dǎo)致復(fù)合材料的磨損率增加。因此，需要在潤滑油的合適選擇和使用方面進行更深入的研究和優(yōu)化。

總之，對AZ91鎂合金的耐磨增強研究還有很大的發(fā)展空間，可以通過結(jié)合多種材料進行混雜增強，優(yōu)化潤滑條件等方面進行研究，以提高其在工業(yè)應(yīng)用中的性能和可靠性。另外，為了實現(xiàn)AZ91鎂合金的更好的耐磨性能，也可以采用表面修飾技術(shù)來改善其表面性能。例如，表面噴涂陶瓷涂層、陽極氧化處理、表面沉積金屬等方法都被用于改善AZ91鎂合金的表面性能。這些方法可以提高表面硬度、耐磨性、耐腐蝕性等性能指標(biāo)，從而提高鎂合金的使用壽命和可靠性。

在工程應(yīng)用中，可以對AZ91鎂合金進行多種不同形式的耐磨增強。例如，在汽車制造中，可以采用混雜增強、表面修飾等技術(shù)對車轎等部件進行耐磨處理；在機械工程中，可以對摩擦副件（例如軸承、齒輪）等進行耐磨增強，以提高機械傳動的可靠性和壽命等。

總之，AZ91鎂合金的耐磨增強研究是一個非常重要的領(lǐng)域，應(yīng)用于多個工程領(lǐng)域。未來還需要通過更深入的研究和創(chuàng)新，進一步提高AZ91鎂合金的耐磨性能，為其工業(yè)應(yīng)用提供更加可靠的技術(shù)支持。除了材料的改進和表面修飾，還可以通過改變制造工藝來提高AZ91鎂合金的耐磨性能。例如，有研究人員提出了一種高能深拉鍛工藝，通過在制造過程中施加極高的功率來改善材料的微觀結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能。研究結(jié)果表明，經(jīng)過高能深拉鍛處理的AZ91鎂合金具有更好的耐磨性能和強度，這為其在工業(yè)應(yīng)用中的更廣泛使用提供了技術(shù)支持。

此外，還可以通過改良現(xiàn)有的涂層工藝，提高AZ91鎂合金的涂層性能，以達(dá)到耐磨增強的效果。例如，利用磁控濺射設(shè)備對AZ91鎂合金表面進行涂層處理，可以將高硬度材料（例如碳化物、氧化物等）沉積在其表面，從而提高其抗磨性和耐腐蝕性。

總之，AZ91鎂合金的耐磨增強研究需要綜合運用多種方法，例如材料改進、表面修飾、制造工藝優(yōu)化、涂層技術(shù)等，以提高其性能。未來的研究方向應(yīng)該是在多個方面綜合發(fā)力，穿透性高、綜合性強的技術(shù)將是重點研究方向。另外，AZ91鎂合金的耐磨性能也可以通過添加一些合適的元素來提高。例如，有研究人員在AZ91合金中添加微量的稀土元素，如釹、鐠、鈰等，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這些稀土元素可以提高AZ91合金的耐磨性和耐腐蝕性。這是因為稀土元素的加入可以改善合金的晶粒細(xì)化和析出相分布情況，增強了合金的硬度和強度。

此外，通過改變AZ91合金中不同元素的比例也可以達(dá)到提高耐磨性的效果。例如，研究表明，在AZ91合金中添加適量的釔元素，可以顯著提高合金的耐磨性。這是因為釔元素可以與其他元素產(chǎn)生互作用，阻礙晶粒生長和分界面滑移，從而提高合金的硬度和強度。

需要注意的是，雖然添加適量的元素可以實現(xiàn)耐磨增強的效果，但過量的元素添加也