氧化铝陶瓷在腐蚀环境下的摩擦磨损性能(2)

Si3N4 6H2O = 3SiO2 4NH3
SiO2 2H2O = Si( OH) 4
NaOH溶液有利于摩擦表面生成铝和硅的氢氧化物膜，这些氢氧化物膜具有较小的临界剪切应力。摩擦因数与摩擦表面之间润滑膜的临界剪切应力成正比，因此NaOH 溶液为润滑介质时，摩擦副具有较低的摩擦因数。但在试验后期因磨屑过多，NaOH 溶液黏度高使多余磨屑来不及排出摩擦表面，造成摩擦因数的波动。
2、磨损体积
Al2O3 陶瓷在3种润滑介质润滑时，不同滑动速度造成的磨损体积如图 2 所示。由图可知: 无论以何种溶液为润滑介质，当滑动速度为 0.08 m / s 时，磨损体积最小，此时水润滑的成膜效果最好，其中以去离子水为润滑介质时可达到 0.01 μm3 以下，当超过该滑动速度，Al2O3 陶瓷的磨损体积急剧上升; 滑动速度为0.10 m/ s 时的磨损体积约为0.06 m/ s 的10 倍，在该滑动速度下Al2O3 陶瓷的磨损体积最大。原因为过快的滑动速度使润滑介质来 不及在摩擦表面成膜，造成润滑效果不佳，磨损体积增大。较大的磨损体积意味着零件表面破坏严重，不利于零件的长时间工作。无论何种滑动速度，HCl 溶液为润滑介质时Al2O3 陶瓷的磨损体积比其他 2 种润滑介质都有明显增大，说明在 HCl 溶液中 Al2O3 陶瓷的腐蚀磨损比较严重。

摩擦副在 NaOH溶液润滑时虽然摩擦因数比去离子水时更低，但滑动速度相同时，Al2O3 陶瓷的磨损体积明显比在去离子水中的大，说明碱性环境有利于铝和硅的氢氧化物产生，获得更低的 摩擦因数，但其中OH － 的存在以及摩擦造成的温升促进摩擦化学反应的进行，加剧了Al2O3 陶瓷表面的磨损。相同滑动速度下，以去离子水为润滑介质时 Al2O3 陶瓷的磨损体积最小。去离子水润滑环境 中材料的磨损机理主要为疲劳磨损和磨粒磨损， 试验结束后收集到的深灰色絮状磨屑以该工况下 的质量最少，亦可验证此观点。