三维互联结构碳化硅金属复合材料

     

推荐语

高等学校“十三五”规划教材

 

本书重在理论联系实际，列举了大量最新实例和计算方法，有利于读者融会贯通；各部分内容相对独立又互相联系，便于教师在教学中根据需要选用。课时安排可以根据专业选择，建议授课理论课时为60学时。本书可作为高等教育材料、冶金类专业本科生使用，也可作为研究生的参考教材及从事材料、冶金工作技术人员的参考书。

 

内容简介

本书主要介绍了摩擦学基本知识，有限元法模拟滑动摩擦磨损的基本原理，SiC3D/M（M= Fe，Cu ，Al）复合材料设计原理、制备工艺、显微结构、力学性能、摩擦性能及磨损行为，并通过实验验证材料作为新型制动材料的可行性；通过有限元模拟，验证此类材料作为高速重载制动材料用于城际列车、地铁及高铁紧急制动的可行性。

 

目录

1 摩擦材料

1.1 摩擦材料发展

1.2 金属基复合材料

1.3 金属陶瓷界面研究

1.4 摩擦性能研究

 

2 固体摩擦理论及摩擦控制

2.1 概述

2.2 摩擦基本特性

2.3 经典摩擦理论

2.4 摩擦二项式定律

2.5 滑动摩擦的影响因素

2.6 滑动摩擦的其他问题

 

3 磨损特征与机理

3.1 磨损的分类

3.2 磨粒磨损

3.3 黏着磨损

3.4 疲劳磨损

3.5 腐蚀磨损

3.6 摩擦的表面温度

 

4 摩擦体系的热传导

4.1 热传导基本理论

4.2 传热本构关系

4.3 移动热源传热

 

5 摩擦体系的材料黏滞性

5.1 摩擦过程金属材料的塑性流变

5.2 材料塑性流变的分析及机制

5.3 摩擦过程材料的相变

5.4 摩擦过程材料的力学性能

5.5 材料的内耗

5.6 摩擦条件下材料的本构关系

5.7 材料微结构变化的热力学表述

 

6 摩擦体系的化学反应

6.1 热化学反应热力学基础

6.2 摩擦化学反应的特点

6.3 摩擦作用下固体的结构和物理变化

6.4 摩擦化学反应动力学

6.5 摩擦氧化反应

 

7 摩擦扩散过程

7.1 扩散基本理论

7.2 扩散机理

7.3 扩散的统计热力学

7.4 短路扩散

7.5 塑性变形时金属的扩散

 

8 有限元法模拟滑动摩擦磨损

8 1 热分析基础知识

8 2 边界条件与初始条件

8 3 热分析

8 4 复合材料制动盘盘面温升

 

9 SiC3D/钢复合材料

9.1 SiC/Fe复合材料固相界面

9.2 SiC3D/Fe复合材料

9.3 SiC3D/Fe20Cr复合材料界面显微结构

9.4 SiC3D/Fe20Cr界面形成机理

9.5 SiC3D/Fe20Cr复合材料摩擦性能

9.6 制动实验后动片物相和显微结构

9.7 本章小结

 

10 SiC3D/Cu复合材料

10.1 SiC3D/Cu复合材料制备

10.2 SiC3D/Cu复合材料的力学性能

10.3 SiC3D/Cu复合材料显微组织

10.4 热处理对SiC3D/Cu复合材料的影响

10.5 界面形成机理

10.6 SiC3D/Cu复合材料的摩擦性能

10.7 试验结果及分析

10.8 摩擦磨损机理

10.9 本章小结

 

11 SiC3D/Al合金复合材料的显微结构及性能

11.1 基体铝合金的抗拉强度

11.2 复合材料在不同环境温度抗拉性能

11.3 基体与复合材料在不同环境的伸长率

11.4 690℃铸造态基体铝合金室温压缩实验

11.5 700℃铸造态基体铝合金室温压缩实验

11.6 复合材料热膨胀系数

11.7 复合材料的热疲劳性能

11.8 复合材料的界面

11.9 SiC3D/Al复合材料摩擦性能

11.10 SiC3D/Al制动盘材料与SiC3D/Cu摩擦片试验

11.11 SiC3D/Al制动盘材料与现役粉末冶金高铁摩擦片试验

11.12 本章小结

 

12 SiC网络陶瓷结构增强Fe的摩擦行为

12.1 引言

12.2 模拟计算工况

12.3 有限元分析模型

12.4 不同SiC网络结构对复合材料摩擦行为影响模拟结果

12.5 不同体积分数SiC对SiC3D/Fe、SiC3D/Cu摩擦环性能影响

 

13 SiC3D/Fe盘与SiC3D/Cu粉闸组成的摩擦副摩擦模拟

13.1 SiC3D/Fe盘制动盘以及SiC3D/Cu粉闸结构

13.2 SiC3D/Fe盘制动盘以及SiC3D/Cu粉闸闸片采用的材料的计算参数

13.3 紧急制动条件

13.4 载荷

13.5 制动盘的计算与分析

13.6 闸片的计算分析

 

14 SiC3D/Fe盘与SiC3D/Cu铸闸闸片组成的摩擦副摩擦行为模拟

14.1 制动盘的计算与分析

14.2 闸片的计算分析

14.3 SiC厚度为5mm的SiC3D/Fe盘与SiC3D/Cu铸闸组成的摩擦副摩擦行为模拟