[发明专利]一种以MoO

说明书

本发明涉及一种以MoO₃棒状结构纳米线为固体润滑相的TiAl基自润滑复合材料，由Ti单质、Al单质、Cr单质和B单质及MoO₃棒状结构纳米线制备而成，其中Ti与Al粉末的原子比为48:47，Cr单质的摩尔数为Ti与Al单质总摩尔数的2‑7%，B单质的摩尔数为Ti与Al单质总摩尔数的3‑8%，Cr单质、B单质总摩尔数为Ti单质、Al单质总摩尔数的5‑10%，MoO₃棒状结构纳米线为Ti、Al、Cr和B单质总质量的5‑10%。本发明是采用放电等离子烧结等工艺制备TiAl基自润滑复合材料，制备的复合材料纯度高及组织结构致密、摩擦学性能优异，制备周期短，操作简单且易控制。

技术领域

本发明涉及一种以MoO₃棒状结构纳米线为固体润滑相的TiAl基自润滑复合材料及其制备方法。

背景技术

作为理想的轻质结构材料，TiAl合金材料因其具有低的密度，高强度与高刚度及热传导性能，被广泛地应用到航空、航天、汽车和先进制造工业中的轻质高温结构零部件的制作。然而，差摩擦学性能限制了TiAl合金材料零部件的使用寿命。利用向TiAl基复合材料中添加固体润滑剂，制备出具有自润滑性能的复合材料来提高机械零部件的使用寿命，已得到国内外摩擦学研究工作者的认可。因固体润滑相不仅具备优良的减摩抗磨性能，而且制备方法简单，能耗较低，使TiAl基自润滑复合材料的发展得到了进一步的推进。

目前，用于制备自润滑复合材料的固体滑剂主要有石墨烯、MoS₂、氧化物、Ag、Sn和Pb等，在摩擦磨损的过程中，是通过固体润滑剂层的分离或塑性变形来降低对复合材料的摩擦和磨损，达到提高TiAl合金材料的减摩抗磨性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题主要是针对上述现有技术存在的不足而提供一种以MoO₃棒状结构纳米线为润滑相的TiAl基自润滑材料及其制备方法，制备的固体自润滑复合材料具有具有优异的减摩抗磨性能，制备过程易于控制，方法简单。

本发明为解决上述提出的问题所采用的技术方案为：一种以MoO₃棒状结构纳米线为润滑相的TiAl基固体自润滑复合材料，其特征在于它由Ti、Al、Cr和B单质及MoO₃棒状结构纳米线，混合而成，利用放电等离子技术对原始粉末进行烧制而成，其中，Ti与Al粉末的原子比为48:47，Cr单质的摩尔数为Ti与Al单质总摩尔数的2-7%，B单质的摩尔数为Ti与Al单质总摩尔数的3-8%，Cr单质、B单质总摩尔数为Ti单质、Al单质总摩尔数的5-10%，MoO₃棒状结构纳米线为Ti、Al、Cr和B单质总质量的5-10%。

按上述方案，所述Ti、Al、Cr和B及MoO₃棒状结构纳米线均为粉末状。

按上述方案，所述MoO₃棒状结构纳米线平均长度在12-18 μm，直径在75-95 nm，纯度在 95%-99.5%。

一种以MoO₃棒状结构纳米线粉为新型润滑相的TiAl基自润滑复合材料的制备方法是：Ti、Al、Cr和B粉末及MoO₃棒状结构纳米线按照上述比例混合均匀后，采用放电等离子烧结技术制备出TiAl基自润滑复合材料。

优选地，上述以MoO₃棒状结构纳米线粉为新型润滑相的TiAl基自润滑复合材料的制备过程，可概括为如下几个步骤：

1）备料：按照上述比例称取Ti、Al、Cr和B粉末及MoO₃棒状结构纳米线；

2）混合球磨：将Ti、Al、Cr和B粉末及MoO₃棒状结构纳米线进行球磨混合均匀或者振动混合均匀，得到混合均匀的配料；