4纳米增强相

铜基湿式摩擦片中纳米材料的作用是提高摩擦片的耐磨性和耐热性，稳 定摩擦系数。因此作为摩擦片增强相的纳米材料应具有较高的耐磨性，良好的 热稳定性及与基体之间的相容性和化学稳定性。

本研究中纳米组分初步选用纳米SiO₂ (n-SiCh)、铜包覆纳米SiO₂(Cu/n-SiO₂)> 镣包覆纳米SiCh (Ni/n-SiCh)、纳米SiC (n-SiC),纳米SiC晶须(n-SiCw)、纳米 AIN (n-AlN)和纳米石墨(n-C) 7种材料，纳米材料的主要性能指标如表3.3所 示。其中，n-SiO₂具有质量轻、耐磨、耐高温、耐腐蚀及热膨胀系数小等一系列奇 异的特性，巳在聚合物、陶瓷、涂料、生物医学等诸多领域得到广泛应用；此外, n-SiO2制备工艺简单，价格低廉；并且前期研究表明，在湿式摩擦片中，随SiCh 粒度的减小,摩擦片的耐磨性提高。Cu/n-SiO₂与Ni/n-SiO₂复合颗粒分别在n-SQ 表面包覆了 Cu和Ni,可改善n-SiO₂与铜基体的相容性；n-SiC和n-SiC_w具有较高 的硬度和热导率；A1N具有良好的导热性能；纳米石墨则具有良好的润滑减磨性 能和耐热性能。

釆用S4800型场发射扫描电子显微镜(ESEM)观测了 n-SiO₂>Ni/n-SiO₂^n-AlN 和n-C的形貌(见图3.4、图3.5、图3.6和图3.7)。

表3.3纳米材料的性能指标

Table 3.3 Parameters of nanomaterials

由图3.4 (a)知，单个纳米Si02颗粒呈类球形，粒径约30 nm,纳米颗粒之 间发生一定的团聚，团聚后的颗粒呈球形，平均粒径约1〜3卩m。在图3.5 (a)中, Ni/n-SiO₂复合颗粒的平均粒径约100nm,团聚后的颗粒呈类球形(见图3.5 (b)), 平均粒径约5|imo由图3.6可知，n-AlN颗粒为球形，平均粒径约30 nm,团聚后 呈絮状。由图3.7 (a)可知，n-C为层片状块体，块体粒径约1〜2卩m,层厚约100 nm, n-C颗粒之间分散性较好(见图3.7 (b))。

釆用JEM200CX型透射电镜(TEM)进一步分析n-SiO₂的结构,n-SiO₂的TEM 照片、电子衍射花样见图3..。由分析结果可知，n-SiCh为非晶态，存在轻微团聚。

(a) n-SiO₂颗粒

(b)团聚颗粒

图3.4 n-SiO₂粉体SEM照片

Fig. 3.4 SEM photographs of n-SiO, powder

(a) Ni/n-SiO₂颗粒

(b)团聚颗粒

图3.5 Ni/n-SiO₂粉体SEM照片

Fig. 3.5 SEM photographs ofNi/n-SiOj powder

(a) n-AlN 颗粒

(b)团聚颗粒

5摩擦片配方

摩擦片的基础配方由基体组元、润滑组元和摩擦组元构成，其中基体组元 釆用电解铜粉，雾化锡粉和锌粉作为基体的合金化元素，天然石墨作为润滑组元, 石英石为摩擦组元，原材料的主要性能指标见表3.4。