[發明專利]一種含有鋁酸鍶的復合材料及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201810439289.5
• 申請日: 2018-05-09
• 公開（公告）號: CN108588496B
• 公開（公告）日: 2019-11-01
• 發明（設計）人: 劉峰;柳紅豆;劉艷明;馮樂;張驍勇
• 申請（專利權）人: 西安石油大學
• 主分類號: C22C19/05
• 分類號: C22C19/05;C22C30/00;C22C32/00;C22C1/05;C22C1/10
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉奇

本發明提供了一種含有鋁酸鍶的復合材料，屬于潤滑材料領域。本發明提供的含有鋁酸鍶的復合材料，由包括以下質量百分含量的原料制成，鎳44.8～53.76％，鉻11.2～13.44％，納米氧化鋁24～28.8％，碳酸鍶4～20％；所述鋁酸鍶的化學式為SrAl₄O₇；所述燒結的溫度為1100℃。本發明提供的復合材料中含有SrAl₄O₇，使得復合材料在中、高溫區間的摩擦學性能方面有很大提高，尤其是在800℃時，復合材料的摩擦系數達到0.17以下。在航空航天、核工程和軍用裝備等高技術領域的高溫、高速運動部件中，具有廣闊的應用前景。

技術領域

本發明涉及潤滑材料技術領域，尤其涉及一種含有鋁酸鍶的復合材料及其制備方法與應用。

背景技術

航空航天、核工程和軍用裝備制造等高技術領域的機械運動部件面臨高速、高溫、重載等苛刻工作條件，這就要求潤滑材料在變溫條件下具有連續、穩定的摩擦系數和可靠的耐磨性及高的強度、抗氧化、抗蝕等性能。由于傳統的潤滑技術難以滿足上述需求，必須采用固體潤滑技術來解決特殊工況下的潤滑問題，然而固體潤滑屬于自耗型潤滑，隨著環境氣氛的變化而改變，使其使用壽命受到限制，一旦失效，無法補充，造成嚴重損耗甚至永久損害。為了避免在交變特性的熱負荷下摩擦演變過程中所引起的磨損失效，迫切需要研究和發展具有低摩擦系數、高承載、長壽命、環境自適應的高性能潤滑材料，實現航空航天、核工程和軍用裝備制造等高技術領域中動力傳輸系統穩定可靠運行。

目前，高溫潤滑材料主要有利用氧化物減摩機理實現高溫潤滑的自潤滑合金，復配固體潤滑劑實現高溫潤滑的金屬基復合材料、陶瓷基復合材料和金屬陶瓷基復合材料。自潤滑合金在高溫下具有低的摩擦系數，然而其磨損率相對較大。針對自潤滑合金高溫階段磨損較大的問題，研究和發展了復配固體潤滑劑的高溫潤滑復合材料，但是仍存在摩擦學性能不佳的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種含有鋁酸鍶的復合材料及其制備方法與應用。本發明提供的復合材料中含有SrAl₄O₇，使得復合材料在中、高溫區間的摩擦學性能方面有很大提高。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種含有鋁酸鍶的復合材料，由包括以下質量百分含量的原料制成，鎳44.8～53.76％，鉻11.2～13.44％，納米氧化鋁24～28.8％，碳酸鍶4～20％；所述鋁酸鍶的化學式為SrAl₄O₇；所述燒結的溫度為1100℃。

優選地，所述鎳、鉻和納米氧化鋁的純度獨立地大于99.0％。

優選地，所述鎳、鉻、納米氧化鋁和碳酸鍶的形貌為粉末狀。

優選地，所述納米氧化鋁的粒徑為20～40nm。

本發明還提供了上述技術方案所述的含有鋁酸鍶的復合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)將鎳、鉻、納米氧化鋁和碳酸鍶混合，得到混合料；

(2)將所述步驟(1)得到的混合料依次進行成型、燒結和冷卻，得到所述含有鋁酸鍶的復合材料。

優選地，所述成型的壓力為5～10MPa。

優選地，所述燒結的溫度為1100℃。

優選地，所述燒結的時間為30～90min。

優選地，所述燒結的壓力為20～30MPa。

本發明還提供了上述技術方案所述含有鋁酸鍶的復合材料在航空航天、核工程和軍用裝備領域中的應用。