石墨烯/纳米Al2O3增韧Ti(C,N)基金属陶瓷的力学及摩擦磨损性能

采用真空热压烧结工艺制备了石墨烯(GNPs)和纳米Al2O3增韧的Ti(C,N)基金属陶瓷复合刀具材料(TAG).研究了GNPs和纳米Al2O3对复合陶瓷材料微观结构、力学性能和摩擦磨损性能的影响.研究表明,GNPs和纳米Al2O3的添加对复合陶瓷材料的力学性能有明显的提高,当GNPs和纳米Al2O3含量(质量分数)为1％和5％时,复合刀具陶瓷材料(TA5G1)综合力学性能最优,其硬度、抗弯强度和断裂韧性分别为21.50 GPa、810.80MPa和10.51 MPa·m1/2.研究了复合刀具材料的摩擦磨损性能和磨损机理,研究结果表明,在TAG复合刀具材料中,TA5G1的摩擦磨损性能最优,其摩擦系数和磨损率分别为0.338和4.921 ×10-6 mm3/(N·m),复合刀具材料的主要磨损形式为磨粒磨损和黏着磨损.