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冲蚀磨损是材料在工程应用中普遍存在的问题之一,因冲蚀磨损而造成的能源损失和浪费是非常巨大的,因此研究和解决耐磨损防护材料的技术方面问题具有非常重要的现实意义。目前常用的耐磨陶瓷多为液相烧结或固相烧结制备,由于烧结后存在较大的体积变化,故难以制备大尺寸复杂形状制品。针对此问题,本文采用反应烧结法制备了Si3N4-SiC复合材料,探讨了Si粉和SiC加入量对复合材料力学性能的影响,对其液固两相流冲蚀磨损性能进行了研究,结合试样磨损后微观形貌对其冲蚀磨损机理进行了分析。以Si粉和SiC为原料,采用半干法冷等静压成型,通过反应烧结成功制备了Si3N4-SiC复合材料。研究结果表明,试样烧结线变化率小于0.8%,很好的保持了外形尺寸。Si3N4-SiC复合材料的体积密度、抗折强度和抗压强度随着Si粉相对加入量的提高而增大,原料全部为Si粉的试样的抗折强度和抗压强度最大,分别为233.1MPa和235.90MPa。试样的硬度随着SiC颗粒相对加入量的增加先增大后减小,SiC加入量为30wt%的试样具有最大的硬度,HRC硬度值为58.50。在冲蚀介质为水和SiC混合颗粒、平均线速度为132.13m/min的实验条件下,原料中Si粉加入量为40~80wt%试样的耐冲蚀磨损性能优于95Al2O3耐磨陶瓷。原料中Si粉加入量为70wt%试样的耐固液冲蚀磨损性能最好,冲蚀率仅为0.87%。同等冲蚀介质,平均线速度为66.82m/min的实验条件下,所有试样(包括95Al2O3耐磨陶瓷)的冲蚀率中最大为0.40%,最小为0.30%,相差较小。对冲蚀磨损后试样的微观形貌进行了观察,分析了其冲蚀磨损机理,认为原料中加入的SiC颗粒,在冲蚀介质作用在试样表面时起到了“屏蔽作用”,减缓了试样的冲蚀破坏速度,而且这种作用程度在一定范围内随着颗粒量的增加而增大,当原料中SiC颗粒加入量为30wt%时达到最佳;当原料中SiC的相对加入量继续增加时,试样中的结合相Si3N4含量减少,导致材料内部各相的结合较差,使试样的冲蚀率增加。