Efecto de la microestructura en el comportamiento tribológico de materiales monolíticos de Si3N4 y de compuestos Si3N4–SiC

Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio

卷:39

关键词: Tribology;    Wear;    Silicon nitride;    Silicon nitride / Silicon carbide composites;    Tribologia;    Desgaste;    Nitruro de silicio;    Compuestos Nitruro de silicio/Carburo de silicio;   

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来源: DOAJ

【 摘 要 】

The tribological behaviour of various Si3N4 based materials, including Si3N4/SiC composites, has been analysed from room temperature up to 700ºC, and for sliding speeds between 0.5 and 2 m/s. Materials have been prepared by hot pressing at 1750ºC in nitrogen atmosphere, varying α-Si3N4 phase content, microstructure coarseness and shape and size of the SiC particles. Wear tests were performed in self-mated pairs using a pin on disc tribometer, without lubrication and at a fixed load of 5 N. Pin and disc worn surfaces were observed by scanning electron microscopy (SEM-EDS). Debris generated during tests was analysed by SEM-EDS and X-ray diffraction (XRD). Results showed friction, f, and wear coefficients, K, above 0.3 y 10-6 mm3N-1m-1, respectively. Wear mechanism depended on the microstructure and the mechanical properties of the materials.

Se ha analizado el comportamiento tribológico de materiales de Si3N4 y de compuestos Si3N4/SiC, desde temperatura ambiente hasta 700ºC y en el rango de velocidades 0.5-2 m/s. Los materiales se han preparado mediante prensado en caliente a 1750ºC en atmósfera de nitrógeno, variando el contenido en fase α-Si3N4, el tamaño medio de grano, y la morfología de las partículas de SiC adicionadas. Los ensayos se han realizado en pares homólogos utilizando un tribómetro del tipo punta sobre disco, sin lubricación y a una carga constante de 5 N. Las superficies de desgaste de las puntas y los discos se observaron en un microscopio electrónico de barrido con capacidad analítica (MEB-EDX). Los residuos generados durante los ensayos se analizaron mediante MEB-EDX y difracción de rayos X (DRX). Los resultados obtenidos en los ensayos daban valores de coeficiente de fricción, f, y de desgaste, K, superiores a 0.3 y 10-6 mm3N-1m-1, respectivamente. El mecanismo de desgaste predominante dependía de la microestructura y de las propiedades mecánicas del material ensayado.

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