新型銅基二硒化鈮固體自潤滑復合材料的制備及摩擦性能研究.pdf

1、作為典型的滑動電接觸材料，銅-石墨和銅-石墨-MoS2復合材料以其優(yōu)異的導電性和摩擦學性能被廣泛應用于機械、電氣、航空航天等領域。但銅-石墨和銅-石墨-MoS2存在如下問題:MoS2電阻率高，導電性能差;石墨雖然導電性能好，但在真空環(huán)境中磨損嚴重。隨著科技發(fā)展對銅基復合材料性能要求的不斷提高，傳統(tǒng)的銅-石墨和銅-石墨-MoS2復合材料已越來越不能滿足使用要求。NbSe2具有和MoS2類似的晶體結構和摩擦學特性，而電阻率僅為10-4Ω·c

2、m，比MoS2低六個數(shù)量級，比石墨低一個數(shù)量級，在真空、低溫等特殊工況下也有應用。NbSe2的這些特性為制備更高性能的銅基復合材料提供了新的研究方向。
　　 本課題采用固相法制備了片層狀NbSe2粉末，以化學鍍的方法對片層狀NbSe2和碳納米管粉末進行鍍銅處理。以XRD、SEM、EDS及TEM分析了樣品中的相成分、微觀形貌。以粉末冶金的方法制備了銅-NbSe2及銅-NbSe2-CNTs自潤滑復合材料。研究了NbSe2表面鍍銅及碳

3、納米管的添加對銅-NbSe2自潤滑復合材料物理、機械及摩擦學性能的影響。
　　 研究結果表明，固相反應法可制備出具有較高純度和良好結晶性的片層狀NbSe2;通過化學鍍的方法對片層狀NbSe2及CNTs進行鍍銅處理，可在其表面沉積一層致密的鍍銅層而不引入其他雜相;銅-NbSe2復合材料中，隨著NbSe2質量分數(shù)的升高，材料的密度、抗彎強度逐漸降低，硬度、電阻率逐漸升高。同時，加入相同質量分數(shù)的NbSez時，加入鍍銅NbSe2顆粒比

4、加入普通NbSe2顆粒的復合材料具有更高的密度、抗彎強度、硬度和更低的電阻率。
　　 純銅中加入NbSe2和鍍銅NbSe2均可顯著降低材料的摩擦系數(shù)，當鍍銅NbSe2含量為15wt％時，復合材料的摩擦系數(shù)達到最低;復合材料磨損率隨NbSe2含量的增加逐漸降低，NbSe2含量至20wt％時，磨損率趨于穩(wěn)定。NbSe2表面鍍銅提高了NbSe2與基體間的結合強度，改善了固體潤滑膜與基體的黏附性能;同時，顆粒鍍銅提高了復合材料的強度，使