CN101723650A - 一种氧化物陶瓷/BaxSr1-xSO4陶瓷复合材料及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种氧化物陶瓷/BaxSr1-xSO4陶瓷复合材料及其制备方法，它涉及一种氧化物陶瓷复合材料及其制备方法。本发明解决了现有氧化物陶瓷材料在室温至760℃广域温度下摩擦系数大，760℃高温下磨损率大，及现有制备工艺烧结温度高的问题。本发明的陶瓷复合材料由氧化物陶瓷相和BaxSr1-xSO4相组成。本发明方法是：球磨湿混，烘干，过筛；细粉体装入石墨模具，冷压处理；放电等离子烧结即得氧化物陶瓷/BaxSr1-xSO4复合材料。本发明的陶瓷复合材料室温至760℃广域温度下摩擦系数均小于0.3，760℃高温下磨损率在10-6mm3/N·m数量级，本发明的制备工艺烧结温度低。
Description
技术领域
本发明涉及一种氧化物基陶瓷复合材料及其制备方法。
背景技术
氧化物陶瓷(氧化铝，部分稳定氧化锆及氧化铝增强氧化锆、氧化锆增韧氧化铝陶瓷)是传统的结构陶瓷，具有高硬度、高强度、低密度、高刚度、优异的化学稳定性，其在航空航天领域的应用可以降低结构材料的结构重量、提高飞行器的结构效率、提高结构材料的服役可靠性及延长结构材料的寿命，氧化物陶瓷对航空航天领域的发展具有极为重要的作用。但氧化物陶瓷新型结构陶瓷在高温下的摩擦系数和磨损率都很高，一定程度上限制了它在高温服役结构件中的应用。
现有氧化物陶瓷在室温下摩擦系数在0.4～0.6之间，磨损率为10-5mm3/N·m，而在800℃时，摩擦系数高达1.0～1.2，磨损率为10-4-10-3mm3/N·m。针对现有氧化物新型结构陶瓷的摩擦磨损性能差的问题，研究人员进行了广泛的研究，有研究表明，向氧化物新型结构陶瓷里添加BaCrO4后，氧化物陶瓷复合材料在广域温度下具有良好的摩擦学性能，摩擦系数为0.3～0.4，但是BaCrO4对环境具有危害性，不适于工业生产。另有研究将SrSO4引入氧化物陶瓷复合材料，其在室温至760℃的广域范围内摩擦系数也在0.31～0.42之间，磨损率在10-5mm3/N·m数量级，摩擦磨损性能提高效果不明显。而且现有制备工艺中热压烧结温度高，能耗大。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有氧化物陶瓷复合材料在室温至760℃广域温度下摩擦系数大，760℃高温下磨损率大，及现有制备工艺烧结温度高的问题，本发明提供了一种氧化物陶瓷/BaxSr1-xSO4复合材料及其制备方法。
本发明的氧化物陶瓷/BaxSr1-xSO4复合材料是按体积百分比由50～90％氧化物陶瓷相和10～50％的BaxSr1-xSO4相组成，其中，BaxSr1-xSO4中0＜x＜1。本发明氧化物陶瓷/BaxSr1-xSO4复合材料的制备方法是通过以下步骤实现的：一、按体积百分比将50～90％的氧化物陶瓷粉和10～50％的BaxSr1-xSO4粉装入耐磨球磨罐中，再向耐磨球磨罐中加入无水乙醇和ZrO2磨球，以100～150转/分钟的速率球磨湿混10～15h，其中，BaxSr1-xSO4中0＜x＜1，无水乙醇的加入量为氧化物陶瓷粉和BaxSr1-xSO4粉总质量的1～3倍，氧化物陶瓷粉和BaxSr1-xSO4粉的总质量与氧化物陶瓷磨球的质量比为1∶3～4；二、将球磨湿混后的混合粉体在80～100℃下烘干后过40目筛，然后将过筛后的均匀细粉体装入内壁铺有石墨纸的石墨模具，再对石墨模具进行冷压处理，保持施加在石墨模具上的压强为30～50MPa，保压时间为2～5min；三、将冷压处理后的石墨模具放入放电等离子烧结炉进行烧结，石墨模具上施加的压强与步骤二中冷压处理所用的压强相同，烧结温度800～1050℃，保温时间2～5min，最后随炉冷却即得氧化物陶瓷/BaxSr1-xSO4陶瓷复合材料。
本发明将具有较低摩擦系数的潜在固体润滑剂BaxSr1-xSO4(0＜x＜1)固溶体引入氧化物陶瓷材料，由于Ba元素的引入，BaxSr1-xSO4(0＜x＜1)固溶体的强度和硬度较SrSO4有所提高，同时仍具有SrSO4的低摩擦系数和良好润滑性的优点，将BaxSr1-xSO4(0＜x＜1)固溶体引入氧化物陶瓷材料，大大改善了氧化物陶瓷复合材料的摩擦磨损性能。
本发明的氧化物陶瓷/BaxSr1-xSO4复合材料在室温至760℃的广域温度范围内具有很小的摩擦系数和很低的磨损率。在室温下，摩擦系数在0.11到0.25之间，磨损率在10-5mm3/N·m数量级。在760℃高温下摩擦系数低于0.3，同时表现出了优于室温的低的磨损率，在10-6mm3/N·m数量级。
本发明的制备方法工艺简单，烧结温度低在800～1050℃，能耗小。制备得到的氧化物陶瓷/BaxSr1-xSO4复合材料摩擦磨损性能好，760℃高温下仍具有很低的摩擦系数和磨损率。本发明采用放电等离子烧结(SPS)工艺提高了陶瓷复合材料的致密度，降低了粗糙度。
本发明氧化物陶瓷/BaxSr1-xSO4复合材料可广泛应用于航空航天结构件中。
附图说明
图1是具体实施方式二十七得到的TZ3Y20A/Ba0.25Sr0.75SO4复合材料的X-射线衍射(XRD)谱图，图中▲表示BaxSr1-xSO4，■表示ZrO2，●代表Al2O3；图2是具体实施方式二十七得到的TZ3Y20A/Ba0.25Sr0.75SO4复合材料摩擦系数-时间变化曲线图，a是室温下的摩擦系数-时间变化曲线，b是760℃高温下的摩擦系数-时间变化曲线；图3是具体实施方式二十七中经760℃高温摩擦磨损试验后的TZ3Y20A/Ba0.25Sr0.75SO4复合材料的扫描电子显微镜(SEM)微观形貌图；图4是具体实施方式二十八得到的TZ3Y20A/Ba0.5Sr0.5SO4复合材料摩擦系数-时间变化曲线图，a是室温下的摩擦系数-时间变化曲线，b是760℃高温下的摩擦系数-时间变化曲线；图5是具体实施方式二十八中经760℃高温摩擦磨损试验后的TZ3Y20A/Ba0.5Sr0.5SO4陶瓷复合材料的扫描电子显微镜(SEM)微观形貌图；图6是具体实施方式二十九得到的TZ3Y20A/Ba0.75Sr0.25SO4陶瓷复合材料摩擦系数-时间变化曲线图，a是室温下的摩擦系数-时间变化曲线，b是760℃高温下的摩擦系数-时间变化曲线；图7是具体实施方式二十九中经760℃高温摩擦磨损试验后的TZ3Y20A/Ba0.75Sr0.25SO4陶瓷复合材料的扫描电子显微镜(SEM)微观形貌图。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意组合。
具体实施方式一：本实施方式一种氧化物陶瓷/BaxSr1-xSO4复合材料是按体积百分比由50～90％的氧化物陶瓷相和10～50％的BaxSr1-xSO4相组成，其中BaxSr1-xSO4中0＜x＜1。
本实施方式的氧化物陶瓷/BaxSr1-xSO4复合材料在室温至760℃广域温度范围内具有很低的摩擦系数，室温下摩擦系数在0.10～0.25，760℃高温下摩擦系数小于0.3。760℃高温下的磨损率有明显的减小，在10-6mm3/N·m数量级。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是氧化物陶瓷/BaxSr1-xSO4复合材料是按体积百分比由50～60％的氧化物陶瓷相和40～50％的BaxSr1-xSO4相组成。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是氧化物陶瓷为部分稳定氧化锆及氧化铝增强氧化锆，氧化铝或氧化锆增韧氧化铝陶瓷。其它步骤及参数与具体实施方式一或二相同。
本实施方式中氧化物陶瓷粉均为市售产品。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三不同的是BaxSr1-xSO4中0.25≤x≤0.75。其它参数与具体实施方式一至三相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至三不同的是BaxSr1-xSO4中x＝0.3。其它参数与具体实施方式一至三相同。
本实施方式的氧化物陶瓷/BaxSr1-xSO4复合材料室温下摩擦系数为在0.10～0.23，760℃高温下摩擦系数小于0.15～0.28。760℃高温下的磨损率有明显的减小，在10-6mm3/N·m数量级。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至三不同的是BaxSr1-xSO4中x＝0.5。其它参数与具体实施方式一至三相同。
本实施方式的氧化物陶瓷/BaxSr1-xSO4复合材料室温下摩擦系数为在0.10～0.12，760℃高温下摩擦系数小于0.18～0.27。760℃高温下的磨损率有明显的减小，为5.7236×10-6mm3/N·m数量级。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至三不同的是BaxSr1-xSO4中x＝0.6。其它参数与具体实施方式一至三相同。
本实施方式的氧化物陶瓷/BaxSr1-xSO4复合材料室温下摩擦系数为在0.11～0.13，760℃高温下摩擦系数小于0.17～0.26。760℃高温下的磨损率有明显的减小，为1.1644×10-6mm3/N·m数量级。
具体实施方式八：本实施方式如具体实施方式一所述的氧化物陶瓷/BaxSr1-xSO4陶瓷复合材料的制备方法是通过以下步骤实现的：一、按体积百分比将50～90％的氧化物陶瓷粉和10～50％的BaxSr1-xSO4粉装入耐磨球磨罐中，再向耐磨球磨罐中加入无水乙醇和ZrO2磨球，以100～150转/分钟的速率球磨湿混10～15h，其中，BaxSr1-xSO4中0＜x＜1，无水乙醇的加入量为氧化物陶瓷粉和BaxSr1-xSO4粉总质量的1～3倍，氧化物陶瓷粉和BaxSr1-xSO4粉的总质量与ZrO2磨球的质量比为1∶3～4；二、将球磨湿混后的混合粉体在80～100℃下烘干后过40目筛，然后将过筛后的均匀细粉体装入内壁铺有石墨纸的石墨模具，再对石墨模具进行冷压处理，保持施加在石墨模具上的压强为30～50MPa，保压时间为2～5min；三、将冷压处理后的石墨模具放入放电等离子烧结炉进行烧结，石墨模具上施加的压强与步骤二中冷压处理所用的压强相同，烧结温度800～1050℃，保温时间2～5min，最后随炉冷却即得氧化物陶瓷/BaxSr1-xSO4复合材料。
本实施方式氧化物陶瓷/BaxSr1-xSO4复合材料的制备方法工艺简单，烧结温度低为800～1050℃，能耗小。制备得到的氧化物陶瓷/BaxSr1-xSO4复合材料摩擦磨损性能好，760℃高温下仍具有很低的摩擦系数和磨损率。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式八不同的是步骤一中按体积百分比将50～60％的氧化物陶瓷粉和40～50％的BaxSr1-xSO4粉装入耐磨球磨罐中。其它步骤及参数与具体实施方式八相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式八或九不同的是步骤一中氧化物陶瓷粉为部分稳定氧化锆及氧化铝增强氧化锆粉(TZ3Y20A，全称为(ZrO2(3mol％Y2O3)-20wt％Al2O3)，氧化铝粉或氧化锆增韧氧化铝陶瓷粉。其它步骤及参数与具体实施方式八或九相同。
本实施方式中氧化物陶瓷粉均为市售产品。其中，TZ3Y20A是由日本东曹(TOSOH)公司生产的，平均粒径约为50～80nm。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式八至十不同的是步骤一中的BaxSr1-xSO4粉为依据公开日为2008年4月9日，公开号为CN101157472，申请号为200710144316.8的《一种制备不同晶体形貌纳米碱土金属硫酸盐粉体的方法》记载的方法制备得到。其它步骤及参数与具体实施方式八至十相同。
具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式八至十一不同的是步骤一中ZrO2磨球的粒径在10～20mm。其它步骤及参数与具体实施方式八至十一相同。
具体实施方式十三：本实施方式与具体实施方式八至十二不同的是步骤一中BaxSr1-xSO4中0.25≤x≤0.75。其它步骤及参数与具体实施方式八至十二相同。
具体实施方式十四：本实施方式与具体实施方式八至十二不同的是步骤一中BaxSr1-xSO4中x＝0.25。其它步骤及参数与具体实施方式八至十二相同。
具体实施方式十五：本实施方式与具体实施方式八至十二不同的是步骤一中BaxSr1-xSO4中x＝0.5。其它步骤及参数与具体实施方式八至十二相同。
具体实施方式十六：本实施方式与具体实施方式八至十二不同的是步骤一中BaxSr1-xSO4中x＝0.75。其它步骤及参数与具体实施方式八至十二相同。
具体实施方式十七：本实施方式与具体实施方式八至十六不同的是步骤一中耐磨球磨罐为聚四氟乙烯球磨罐、聚氨酯球磨罐、尼龙球磨罐或氧化铝球磨罐。其它步骤及参数与具体实施方式六至十三相同。
具体实施方式十八：本实施方式与具体实施方式八至十七不同的是步骤一中球磨速率为120～140转/分钟。其它步骤及参数与具体实施方式八至十七相同。
具体实施方式十九：本实施方式与具体实施方式八至十七不同的是步骤一中球磨速率为130转/分钟。其它步骤及参数与具体实施方式八至十七相同。
具体实施方式二十：本实施方式与具体实施方式八至十九不同的是步骤二中在烘干球磨湿混后的混合粉体前，用筛子把ZrO2磨球从混合粉体中筛分出来，再采用空气烘干箱将混合粉体烘干。其它步骤及参数与具体实施方式八至十九相同。
具体实施方式二十一：本实施方式与具体实施方式八至二十不同的是步骤二中将5g筛分后的均匀细粉体装入直径为φ20mm，高为40mm的圆柱形石墨模具中。其它步骤及参数与具体实施方式八至二十相同。
具体实施方式二十二：本实施方式与具体实施方式八至二十一不同的是步骤二中冷压处理在数显液压式压力试验机上进行。其它步骤及参数与具体实施方式八至二十一相同。
具体实施方式二十三：本实施方式与具体实施方式八至二十二不同的是步骤二中保持施加在石墨模具上的压强为35～45MPa。其它步骤及参数与具体实施方式八至二十二相同。
具体实施方式二十四：本实施方式与具体实施方式八至二十二不同的是步骤二中保持施加在石墨模具上的压强为40MPa。其它步骤及参数与具体实施方式八至二十二相同。
具体实施方式二十五：本实施方式与具体实施方式八至二十四不同的是步骤三中烧结温度为900℃～1050℃。其它步骤及参数与具体实施方式八至二十四相同。
具体实施方式二十六：本实施方式与具体实施方式八至二十四不同的是步骤三中烧结温度为1050℃。其它步骤及参数与具体实施方式八至二十四相同。
具体实施方式二十七：本实施方式氧化物陶瓷/BaxSr1-xSO4复合材料的制备方法是通过以下步骤实现的：一、按体积百分比将50％的部分稳定氧化锆及氧化铝增强氧化锆粉(TZ3Y20A)和50％的Ba0.25Sr0.75SO4粉装入耐磨球磨罐中，再向耐磨球磨罐中加入无水乙醇和ZrO2磨球，以120转/分钟的速率球磨湿混12h，其中，无水乙醇的加入量为氧化物陶瓷粉和Ba0.25Sr0.75SO4粉总质量的2倍，氧化物陶瓷粉和Ba0.25Sr0.75SO4粉的总质量与ZrO2磨球的质量比为1∶3；二、将球磨湿混后的混合粉体在100℃下烘干后过40目筛，然后将5g筛分后的细粉体装入直径为φ20mm，高为40mm的圆柱形内壁铺有石墨纸的石墨模具中，再对石墨模具进行冷压处理，保持施加在石墨模具上的压强为40MPa，保压时间为2min；三、将冷压处理后的石墨模具放入放电等离子烧结炉进行烧结，石墨模具上施加的压强与步骤二中冷压处理所用的压强相同，烧结温度1050℃，保温时间5min，最后随炉冷却即得TZ3Y20A/Ba0.25Sr0.75SO4复合材料。
本实施方式对得到的TZ3Y20A/Ba0.25Sr0.75SO4复合材料进行X射线衍射能谱(XRD)分析，所得谱线如图1所示。由图1可见，本实施方式制备得到的TZ3Y20A/Ba0.25Sr0.75SO4复合材料由50％的TZ3Y20A相和50％的Ba0.25Sr0.75SO4相组成。
本实施方式对制备的TZ3Y20A/Ba0.25Sr0.75SO4复合材料进行摩擦磨损试验，试验中采用球盘式干摩擦，测试结果如图2所示。如图2中a所示，TZ3Y20A/Ba0.25Sr0.75SO4陶瓷复合材料在室温下的摩擦系数在0.10～0.30间，由图5中b可知，760℃高温下TZ3Y20A/Ba0.25Sr0.75SO4陶瓷复合材料的摩擦系数在0.15～0.30间，均低于现有氧化物陶瓷基合材料的摩擦系数。本实施方式得到的TZ3Y20A/Ba0.25Sr0.75SO4陶瓷复合材料在室温下摩擦磨损率为1.5764×10-5mm3/N·m，高温下的磨损率为2.1648×10-6mm3/N·m，高温下的磨损率比现有氧化物陶瓷材料降低了一个数量级。
本实施方式对经760℃高温摩擦磨损试验后的TZ3Y20A/Ba0.25Sr0.75SO4陶瓷复合材料进行了表面微观形貌表征，如图3所示。由图3可见，经760℃高温摩擦磨损试验后的TZ3Y20A/Ba0.25Sr0.75SO4陶瓷复合材料的表面仍保持很好的平整度，磨损小，具有很好的耐摩擦磨损性能。
具体实施方式二十八：本实施方式氧化物陶瓷/BaxSr1-xSO4复合材料的制备方法是通过以下步骤实现的：一、按体积百分比将50％的TZ3Y20A粉和50％的Ba0.5Sr0.5SO4粉装入耐磨球磨罐中，再向耐磨球磨罐中加入无水乙醇和ZrO2磨球，以130转/分钟的速率球磨湿混12h，其中，无水乙醇的加入量为TZ3Y20A粉和Ba0.25Sr0.75SO4粉总质量的3倍，TZ3Y20A粉和Ba0.25Sr0.75SO4粉的总质量与ZrO2磨球的质量比为1∶4；二、将球磨湿混后的混合粉体在90℃下烘干后过40目筛，然后将5g筛分后的细粉体装入直径为φ20mm，高为40mm的圆柱形内壁铺有石墨纸的石墨模具中，再对石墨模具进行冷压处理，保持施加在石墨模具上的压强为40MPa，保压时间为2min；三、将冷压处理后的石墨模具放入放电等离子烧结炉进行烧结，石墨模具上施加的压强与步骤二中冷压处理所用的压强相同，烧结温度1050℃，保温时间5min，最后随炉冷却即得TZ3Y20A/Ba0.5Sr0.5SO4复合材料。
本实施方式对制备的氧化物陶瓷/Ba0.5Sr0.5SO4复合材料进行摩擦磨损试验，试验中采用球盘式干摩擦，测试结果如图4所示。如图4中a所示，TZ3Y20A/Ba0.5Sr0.5SO4陶瓷复合材料在室温下的摩擦系数在0.10～0.12间，由图4中b可知，760℃高温下TZ3Y20A/Ba0.5Sr0.5SO4陶瓷复合材料的摩擦系数在0.18～0.27间，均低于现有氧化物基陶瓷材料的摩擦系数。本实施方式得到的TZ3Y20A/Ba0.5Sr0.5SO4陶瓷复合材料在室温下摩擦磨损率为5.0804×10-6mm3/N·m，高温下的磨损率为3.6114×10-6mm3/N·m，高温下的磨损率比现有氧化物陶瓷材料降低了一个数量级。
本实施方式对经760℃高温摩擦磨损试验后的TZ3Y20A/Ba0.5Sr0.5SO4陶瓷复合材料进行了表面微观形貌表征，如图5所示。由图5可见，经760℃高温摩擦磨损试验后的TZ3Y20A/Ba0.5Sr0.5SO4陶瓷复合材料的表面仍保持很好的平整度，磨损小，具有很好的耐摩擦磨损性能。
具体实施方式二十九：本实施方式氧化物陶瓷/BaxSr1-xSO4陶瓷复合材料的制备方法是通过以下步骤实现的：一、按体积百分比将50％的TZ3Y20A粉和50％的Ba0.75Sr0.25SO4粉装入耐磨球磨罐中，再向耐磨球磨罐中加入无水乙醇和ZrO2磨球，以130转/分钟的速率球磨湿混12h，其中，无水乙醇的加入量为TZ3Y20A粉和Ba0.25Sr0.75SO4粉总质量的2倍，TZ3Y20A粉和Ba0.25Sr0.75SO4粉的总质量与ZrO2磨球的质量比为1∶3；二、将球磨湿混后的混合粉体在80℃下烘干后过40目筛，然后将5g筛分后的细粉体装入直径为φ20mm，高为40mm的圆柱形内壁铺有石墨纸的石墨模具中，再对石墨模具进行冷压处理，保持施加在石墨模具上的压强为40MPa，保压时间为2min；三、将冷压处理后的石墨模具放入放电等离子烧结炉进行烧结，石墨模具上施加的压强与步骤二中冷压处理所用的压强相同，烧结温度1050℃，保温时间5min，最后随炉冷却即得TZ3Y20A/BaxSr1-xSO4复合材料。
本实施方式对制备的TZ3Y20A/Ba0.75Sr0.25SO4复合材料进行摩擦磨损试验，试验中采用球盘式干摩擦，测试结果如图6所示。如图6中a所示，TZ3Y20A/Ba0.75Sr0.25SO4复合材料在室温下的摩擦系数在0.12～0.14间，由图6中b可知，760℃高温下TZ3Y20A/Ba0.75Sr0.25SO4复合材料的摩擦系数在0.20～0.28间，均低于现有氧化物陶瓷基材料的摩擦系数。本实施方式得到的TZ3Y20A/Ba0.75Sr0.25SO4复合材料在室温下磨损率为2.15×10-5mm3/N·m，高温下的磨损率为5.9949×10-6mm3/N·m，高温下的磨损率比现有氧化物陶瓷材料降低了一个数量级。
本实施方式对经760℃高温摩擦磨损试验后的TZ3Y20A/Ba0.75Sr0.25SO4复合材料进行了表面微观形貌表征，如图7所示。由图7可见，经760℃高温摩擦磨损试验后的TZ3Y20A/Ba0.75Sr0.25SO4复合材料的表面仍保持很好的平整度，磨损小，具有很好的耐摩擦磨损性能。
具体实施方式三十：本实施方式与具体实施方式二十七、二十八或二十九不同的是步骤一中按体积百分比将50％的氧化铝陶瓷粉和50％的BaxSr1-xSO4粉装入耐磨球磨罐中，得氧化铝陶瓷/BaxSr1-xSO4复合材料。其它步骤及参数与具体实施方式二十七、二十八或二十九相同。
本实施方式得到的氧化铝陶瓷/BaxSr1-xSO4复合材料室温下的摩擦系数为0.12～0.13间，760℃高温下的摩擦系数在0.20～0.27间，均低于现有氧化物陶瓷基材料的摩擦系数。
具体实施方式三十一：本实施方式与具体实施方式二十七、二十八或二十九不同的是步骤一中按体积百分比将50％的氧化锆增韧氧化铝陶瓷粉和50％的BaxSr1-xSO4粉装入耐磨球磨罐中，得氧化锆增韧氧化铝陶瓷/BaxSr1-xSO4复合材料。其它步骤及参数与具体实施方式二十七、二十八或二十九相同。
本实施方式得到的氧化锆增韧氧化铝陶瓷/BaxSr1-xSO4复合材料室温下的摩擦系数为0.10～0.13间，760℃高温下的摩擦系数在0.18～0.27间，均低于现有氧化物陶瓷基材料的摩擦系数。
Claims (10)
1.一种氧化物陶瓷/BaxSr1-xSO4复合材料，其特征在于氧化物陶瓷/BaxSr1-xSO4复合材料是按体积百分比由50～90％氧化物陶瓷相和10～50％的BaxSr1-xSO4相组成，其中，BaxSr1-xSO4中0＜x＜1。
2.根据权利要求1所述的一种氧化物陶瓷/BaxSr1-xSO4复合材料，其特征在于氧化物陶瓷/BaxSr1-xSO4复合材料是按体积百分比由50～60％的氧化物陶瓷相和40～50％的BaxSr1-xSO4相组成。
3.根据权利要求1或2所述的一种氧化物陶瓷/BaxSr1-xSO4复合材料，其特征在于氧化物陶瓷为部分稳定氧化锆及氧化铝增强氧化锆，氧化铝或氧化锆增韧氧化铝陶瓷。
4.根据权利要求3所述的一种氧化物陶瓷/BaxSr1-xSO4复合材料，其特征在于BaxSr1-xSO4中0.25≤x≤0.75。
5.根据权利要求3所述的一种氧化物陶瓷/BaxSr1-xSO4复合材料，其特征在于BaxSr1-xSO4中x＝0.5。
6.如权利要求1所述的氧化物陶瓷/BaxSr1-xSO4复合材料的制备方法，其特征在于氧化物陶瓷/BaxSr1-xSO4复合材料的制备方法是通过以下步骤实现的：一、按体积百分比将50～90％的氧化物陶瓷粉和10～50％的BaxSr1-xSO4粉装入耐磨球磨罐中，再向耐磨球磨罐中加入无水乙醇和ZrO2磨球，以100～150转/分钟的速率球磨湿混10～15h，其中，BaxSr1-xSO4中0＜x＜1，无水乙醇的加入量为氧化物陶瓷粉和BaxSr1-xSO4粉总质量的1～3倍，氧化物陶瓷粉和BaxSr1-xSO4粉的总质量与ZrO2磨球的质量比为1∶3～4；二、将球磨湿混后的混合粉体在80～100℃下烘干后过40目筛，然后将过筛后的均匀细粉体装入内壁铺有石墨纸的石墨模具，再对石墨模具进行冷压处理，保持施加在石墨模具上的压强为30～50MPa，保压时间为2～5min；三、将冷压处理后的石墨模具放入放电等离子烧结炉进行烧结，石墨模具上施加的压强与步骤二中冷压处理所用的压强相同，烧结温度800～1050℃，保温时间2～5min，最后随炉冷却即得氧化物陶瓷/BaxSr1-xSO4复合材料。
7.根据权利要求6所述的氧化物陶瓷/BaxSr1-xSO4复合材料的制备方法，其特征在于氧化物陶瓷粉为部分稳定氧化锆及氧化铝增强氧化锆粉，氧化铝粉或氧化锆增韧氧化铝陶瓷粉。
8.根据权利要求6或7所述的氧化物陶瓷/BaxSr1-xSO4复合材料的制备方法，其特征在于步骤一中BaxSr1-xSO4中0.25≤x≤0.75。
9.根据权利要求8所述的氧化物陶瓷/BaxSr1-xSO4复合材料的制备方法，其特征在于步骤二中保持施加在石墨模具上的压强为35～45MPa。
10.根据权利要求6、7或9所述的氧化物陶瓷/BaxSr1-xSO4复合材料的制备方法，其特征在于步骤三中烧结温度为1050℃。
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