一种含有铝酸锶的复合材料及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供了一种含有铝酸锶的复合材料，属于润滑材料领域。本发明专利技术提供的含有铝酸锶的复合材料，由包括以下质量百分含量的原料制成，镍44.8～53.76％，铬11.2～13.44％，纳米氧化铝24～28.8％，碳酸锶4～20％；所述铝酸锶的化学式为SrAl4O7；所述烧结的温度为1100℃。本发明专利技术提供的复合材料中含有SrAl4O7，使得复合材料在中、高温区间的摩擦学性能方面有很大提高，尤其是在800℃时，复合材料的摩擦系数达到0.17以下。在航空航天、核工程和军用装备等高技术领域的高温、高速运动部件中，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种含有偏铝酸锶的复合材料及其制备方法与应用
本专利技术涉及润滑材料
，尤其涉及一种含有偏铝酸锶的复合材料及其制备方法与应用。
技术介绍
航空航天、核工程和军用装备制造等高
的机械运动部件面临高速、高温、重载等苛刻工作条件，这就要求润滑材料在变温条件下具有连续、稳定的摩擦系数和可靠的耐磨性及高的强度、抗氧化、抗蚀等性能。由于传统的润滑技术难以满足上述需求，必须采用固体润滑技术来解决特殊工况下的润滑问题，然而固体润滑属于自耗型润滑，随着环境气氛的变化而改变，使其使用寿命受到限制，一旦失效，无法补充，造成严重损耗甚至永久损害。为了避免在交变特性的热负荷下摩擦演变过程中所引起的磨损失效，迫切需要研究和发展具有低摩擦系数、高承载、长寿命、环境自适应的高性能润滑材料，实现航空航天、核工程和军用装备制造等高
中动力传输系统稳定可靠运行。目前，高温润滑材料主要有利用氧化物减摩机理实现高温润滑的自润滑合金，复配固体润滑剂实现高温润滑的金属基复合材料、陶瓷基复合材料和金属陶瓷基复合材料。自润滑合金在高温下具有低的摩擦系数，然而其磨损率相对较大。针对自润滑合金高温阶段磨损较大的问题，研究和发展了复配固体润滑剂的高温润滑复合材料，但是仍存在摩擦学性能不佳的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种含有偏铝酸锶的复合材料及其制备方法与应用。本专利技术提供的复合材料中含有SrAl4O7，使得复合材料在中、高温区间的摩擦学性能方面有很大提高。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种含有偏铝酸锶的复合材料，由包括以下质量百分含量的原料制成，镍44.8～53.76％，铬11.2～13.44％，纳米氧化铝24～28.8％，碳酸锶4～20％；所述偏铝酸锶的化学式为SrAl4O7；所述烧结的温度为1100℃。优选地，所述镍、铬和纳米氧化铝的纯度独立地大于99.0％。优选地，所述镍、铬、纳米氧化铝和碳酸锶的形貌为粉末状。优选地，所述纳米氧化铝的粒径为20～40nm。本专利技术还提供了上述技术方案所述的含有偏铝酸锶的复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将镍、铬、纳米氧化铝和碳酸锶混合，得到混合料；(2)将所述步骤(1)得到的混合料依次进行成型、烧结和冷却，得到所述含有偏铝酸锶的复合材料。优选地，所述成型的压力为5～10MPa。优选地，所述烧结的温度为1100℃。优选地，所述烧结的时间为30～90min。优选地，所述烧结的压力为20～30MPa。本专利技术还提供了上述技术方案所述含有偏铝酸锶的复合材料在航空航天、核工程和军用装备领域中的应用。本专利技术提供了一种含有偏铝酸锶的复合材料，由包括以下质量百分含量的原料制成，镍44.8～53.76％，铬11.2～13.44％，纳米氧化铝24～28.8％，碳酸锶4～20％；所述偏铝酸锶的化学式为SrAl4O7；所述烧结的温度为1100℃。本专利技术复合材料中镍铬作为基体金属，烧结过程中碳酸锶分解成氧化锶，氧化锶与纳米氧化铝生成SrAl4O7晶相，使得复合材料在中、高温区间的摩擦学性能方面有很大提高。尤其是在800℃时，复合材料的摩擦系数达到0.17以下。附图说明图1为本专利技术含有SrAl4O7的复合材料的X-射线衍射图谱。具体实施方式本专利技术提供了一种含有偏铝酸锶的复合材料，由包括以下质量百分含量的原料制成，镍44.8～53.76％，铬11.2～13.44％，纳米氧化铝24～28.8％，碳酸锶4～20％；所述偏铝酸锶的化学式为SrAl4O7；所述烧结的温度为1100℃。在本专利技术中，所述原料包括质量百分含量为44.8～53.76％的镍，优选为47.04～51.52％，更优选为49.28～50.4％。在本专利技术中，所述镍的纯度优选大于99.0％。在本专利技术中，所述镍的形貌优选为粉末。在本专利技术中，所述镍的粒径优选为25～74μm，更优选为30.8～61μm，最优选为38.5～50μm。在本专利技术中，所述原料包括质量百分含量为11.2～13.44％的铬，优选为11.76～12.88％，更优选为12.32～12.6％。在本专利技术中，所述铬的纯度优选大于99.0％。在本专利技术中，所述铬的形貌优选为粉末。在本专利技术中，所述铬的粒径优选为25～74μm，更优选为30.8～61μm，最优选为38.5～50μm。在本专利技术中，所述原料包括质量百分含量为24～28.8％的纳米氧化铝，优选为25.2～27.6％，更优选为26.4～27％。在本专利技术中，所述纳米氧化铝的形貌优选为粉末。在本专利技术中，所述纳米氧化铝粉末的粒径优选为20～40nm，更优选为24～36nm，最优选为28～32nm。在本专利技术中，所述原料包括4～20％重量百分含量的碳酸锶，优选为8～16％，更优选为10～12％。在本专利技术中，所述碳酸锶优选碳酸锶粉末。在本专利技术中，所述碳酸锶的粒径优选为25～74μm，更优选为30.8～61μm，最优选为38.5～50μm。本专利技术还提供了上述技术方案所述含有偏铝酸锶的复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将镍、铬、纳米氧化铝和碳酸锶混合，得到混合料；(2)将所述步骤(1)得到的混合料依次进行成型、烧结和冷却，得到所述含有偏铝酸锶的复合材料。本专利技术将镍、铬、纳米氧化铝和碳酸锶混合，得到混合料。在本专利技术的实施例中，优选将镍和铬混合，得到金属单质混合物，将纳米氧化铝和碳酸锶混合，得到金属化合物混合物；然后将所述金属单质混合物和所述金属化合物混合物进行终混得到混合料。本专利技术对所述混合的方式没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的混合方式即可，具体的，如湿法球磨。在本专利技术中，所述镍和铬湿法球磨的时间优选为10～20h，更优选为12～18h，最优选为14～16h。在本专利技术中，所述镍和铬湿法球磨的转速优选为200～350r/min，更优选为240～320r/min，最优选为280～300r/min。在本专利技术中，所述镍和铬湿法球磨的球料比优选为5～15：1，更优选为7～12：1，最优选为9～11：1。在本专利技术中，所述纳米氧化铝与碳酸锶湿法球磨的时间优选为10～20h，更优选为12～18h，最优选为14～16h。在本专利技术中，所述纳米氧化铝和碳酸锶湿法球磨的转速优选为200～350r/min，更优选为240～320r/min，最优选为280～300r/min。在本专利技术中，所述纳米氧化铝与碳酸锶湿法球磨的球料比优选为5～15：1，更优选为7～12：1，最优选为9～11：1。在本专利技术中，所述终混湿法球磨的时间优选为8～16h，更优选为10～14h，最优选为11～13h。在本专利技术中，所述终混湿法球磨的转速优选为200～350r/min，更优选为240～320r/min，最优选为280～300r/min。在本专利技术中，所述终混湿法球磨的球料比优选为5～15：1，更优选为7～12：1，最优选为9～11：1。本专利技术对所述混合的设备没有特殊的要求，采用本领域技术人员熟知的混合设备即可，具体的，如行星式高能球磨机。得到混合料后，本专利技术将混合料依次进行成型、烧结和冷却，得到所述含有偏铝酸锶的复合材料。在本专利技术中，所述成型的压力优选为5～10MPa，更优选为6～9MPa，最优选为7～8MPa，所述成型的时间优选为20～40s，更优选为25～35本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含有偏铝酸锶的复合材料，由包括以下质量百分含量的原料烧结得到，镍44.8～53.76％，铬11.2～13.44％，纳米氧化铝24～28.8％，碳酸锶4～20％；所述偏铝酸锶的化学式为SrAl4O7；所述烧结的温度为1100℃。

【技术特征摘要】
1.一种含有偏铝酸锶的复合材料，由包括以下质量百分含量的原料烧结得到，镍44.8～53.76％，铬11.2～13.44％，纳米氧化铝24～28.8％，碳酸锶4～20％；所述偏铝酸锶的化学式为SrAl4O7；所述烧结的温度为1100℃。2.根据权利要求1所述的含有偏铝酸锶的复合材料，其特征在于，所述镍、铬和纳米氧化铝的纯度独立地大于99.0％。3.根据权利要求1所述的含有偏铝酸锶的复合材料，其特征在于，所述镍、铬、纳米氧化铝和碳酸锶的形貌为粉末状。4.根据权利要求1所述的含有偏铝酸锶的复合材料，其特征在于，所述纳米氧化铝的粒径为20～40nm。5.权利要求1～4任一项所述含有偏铝酸锶的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘峰，柳红豆，刘艳明，冯乐，张骁勇，
申请(专利权)人：西安石油大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61