将石墨和硫酸钡按一定比例复合作为弱界面层，通过铺层-冷压-放电等离子烧结工艺制备了Al2O3/Graphite-BaSO4层状复合材料。考察了复配润滑剂的组分对层状复合陶瓷在室温至800℃连续加热过程中自润滑性能的影响规律，并通过磨损表面分析探讨了其在宽温域下的协同润滑机制。室温至200℃，Al2O3/Graphite层状复合材料的摩擦系数可保持在0.35~0.42之间。在该温度段的摩擦过程中，石墨润滑相能够被拖敷到材料摩擦表面形成比较连续的润滑膜，并部分转移到对偶表面形成转移膜，将材料与对偶间的摩擦转换为润滑膜和转移膜之间的摩擦，降低材料间的摩擦阻力。但是，当温度升至400℃时，石墨相开始缓慢氧化，摩擦表面的润滑膜和转移膜逐渐失稳，摩擦系数变得不再稳定。当温度升至600℃或以上温度时，石墨相氧化速度增大，石墨润滑相氧化流失，致使摩擦表面的润滑膜和转移膜变得不连续，甚至消失，加剧摩擦副间的磨损.并且，在高温下，石墨分子间的水分等发生解吸，也会进一步恶化石墨相的润滑性能。BaSO4却可以弥补石墨润滑相不适于在高温环境服役的不足。虽然，在环境温度低于400℃时，Al2O3/BaSO4层状复合材料的摩擦系数高达0.8左右. 但是，当温度高于400℃时， BaSO4润滑相发生软化，软化的BaSO4在摩擦过程中容易被拖敷到摩擦表面形成比较连续的润滑膜和转移膜，迅速降低摩擦副间的摩擦阻力，防止材料的进一步磨损。在400~800℃之间，材料与Al2O3栓配副的摩擦系数可稳定在0.4左右。将石墨润滑相与BaSO4复合作为弱层引入到氧化铝层状材料中，可有效结合石墨润滑相的低温自润滑效果和BaSO4的中高温自润滑效果，实现氧化铝结构陶瓷的宽温域自润滑。Al2O3/Graphite-BaSO4层状材料表面在不同温度阶段摩擦膜的形成示意图所示。在常温至400℃的温度范围，石墨润滑相可以在摩擦副表面形成较为连续的润滑膜和转移膜，实现材料的自润滑。当温度高于400℃时，石墨润滑相逐渐氧化流失，BaSO4开始暴露于材料表面。高温下软化的BaSO4润滑相在摩擦滑动的拖敷作用下，在材料表面形成易于发生剪切的塑性流变性摩擦膜，从而防止材料进一步的磨损，实现材料的高温自润滑。
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