赵赋等：原位转化C,/山，O,陶瓷基复合材料的冲蚀磨损 ·1599· 9% ☐A1,0, 8 ☐A1,0, 6 ZZ☑C/AL,0 ZZ☑C/AL,0 7 6 4 5 3 3.67 4了1 5.76 3.67 471 5.76 冲蚀速度.Mm·g 冲蚀速度，(m·s 图6在45°(a)和90°(b)冲角下体积冲蚀磨损率随着浆体冲击速度变化的关系图 Fig.6 Change in volume erosion wear rate with slurry impact speed at impact angles of 45(a)and 90(b) 损失更严重，表面形貌的磨损也变得更加严重 冲蚀，纤维增韧机制的效果越来越显著 从图6(a)中可以得出，在45°冲角下，随着冲蚀速 2.3冲蚀磨损机理 度的增加，对于A,0,的冲蚀磨损率Ex26,而C,/ 图7是AL,0,陶瓷表面的原始形貌和不同冲蚀条 AL,0,的冲蚀磨损率E∝2，AL,O,的速度指数较小， 件下磨损形貌.从图7中可以看出，AL,03陶瓷在冲蚀 即冲蚀磨损率随冲蚀速度的变化增加速率比C/Al,O, 过程中，主要的磨损机制为脆性剥落.A山，0，陶瓷硬度 要小.然而，在图6(b)的90°冲角下，在较低和较高冲 高且脆性大，在冲蚀过程中表面受到冲蚀颗粒的冲击， 蚀速度下，C,/A山，O,复合材料都表现出较低的速度指 无法通过塑性变形消除外力的作用，材料表面受冲击 数，而且冲蚀磨损率也在3.67~4.71ms之间的某 后产生裂纹，如图8所示.图7(b)中，当冲蚀速度较 一速度后开始比AL,0,要小，并随着速度的增加耐冲 低时，法向冲击载荷较小，裂纹产生少，扩展后只造成 蚀磨损性能逐渐增加，表明对较高速度和大角度下的 部分颗粒剥落形成冲蚀坑.而当速度提高时，法向冲 (a5 S-3480100kw122mmx100kE 50 3400100k125r 图7A203原始形貌(a和不同冲蚀条件下的磨损形貌.(a)原始形貌：(b)3.67ms1,90:(c)5.76m·s1,45:(d)5.76ms1, 90° Fig.7 Original and worn morphology of Al203 under different erosion conditions:(a)original morphology:(b)3.67 ms-!,90:(c)5.76 m* s-1,45°：(d)5.76ms1,90赵 赋等: 原位转化 Cf /Al2O3 陶瓷基复合材料的冲蚀磨损 图 6 在 45°( a) 和 90°( b) 冲角下体积冲蚀磨损率随着浆体冲击速度变化的关系图 Fig． 6 Change in volume erosion wear rate with slurry impact speed at impact angles of 45°( a) and 90°( b) 损失更严重，表面形貌的磨损也变得更加严重． 图 7 Al2O3 原始形貌( a) 和不同冲蚀条件下的磨损形貌． ( a) 原始形貌; ( b) 3. 67 m·s － 1，90°; ( c) 5. 76 m·s － 1，45°; ( d) 5. 76 m·s － 1， 90° Fig． 7 Original and worn morphology of Al2O3 under different erosion conditions: ( a) original morphology; ( b) 3. 67 m·s － 1，90°; ( c) 5. 76 m· s － 1，45°; ( d) 5. 76 m·s － 1，90° 从图 6( a) 中可以得出，在 45°冲角下，随着冲蚀速 度的增加，对于 Al2O3 的冲蚀磨损率 E∝v 2. 16 ，而 Cf / Al2O3 的冲蚀磨损率 E∝v 3. 09 ，Al2O3 的速度指数较小， 即冲蚀磨损率随冲蚀速度的变化增加速率比 Cf /Al2O3 要小． 然而，在图 6( b) 的 90°冲角下，在较低和较高冲 蚀速度下，Cf /Al2O3 复合材料都表现出较低的速度指 数，而且冲蚀磨损率也在 3. 67 ～ 4. 71 m·s － 1 之间的某 一速度后开始比 Al2O3 要小，并随着速度的增加耐冲 蚀磨损性能逐渐增加，表明对较高速度和大角度下的 冲蚀，纤维增韧机制的效果越来越显著． 2. 3 冲蚀磨损机理 图 7 是 Al2O3 陶瓷表面的原始形貌和不同冲蚀条 件下磨损形貌． 从图 7 中可以看出，Al2O3 陶瓷在冲蚀 过程中，主要的磨损机制为脆性剥落． Al2O3 陶瓷硬度 高且脆性大，在冲蚀过程中表面受到冲蚀颗粒的冲击， 无法通过塑性变形消除外力的作用，材料表面受冲击 后产生裂纹，如图 8 所示． 图 7( b) 中，当冲蚀速度较 低时，法向冲击载荷较小，裂纹产生少，扩展后只造成 部分颗粒剥落形成冲蚀坑． 而当速度提高时，法向冲 ·1599·