銅-二硫化鉬復(fù)合材料的制備及其組織與性能研究.pdf

1、本論文采用粉末冶金方法，分別在氫氣和氬氣保護(hù)氣氛下制備銅-二硫化鉬復(fù)合材料，并用X-射線衍射儀、光電子能譜儀、掃描電鏡等分析手段對復(fù)合材料的物相、顯微組織、力學(xué)性能和磨痕表面形貌進(jìn)行分析，研究二硫化鉬含量和燒結(jié)溫度對復(fù)合材料的燒結(jié)過程和機(jī)械性能的影響，系統(tǒng)探討了復(fù)合材料在室溫及氣氛條件下的摩擦磨損行為及機(jī)理。研究結(jié)果主要包括以下幾個方面。 在氫氣保護(hù)下的燒結(jié)過程中MoS2并未與H2反應(yīng)，而只與基體銅發(fā)生兩步反應(yīng)，分別生成復(fù)雜的銅

2、鉬硫化合物、Cu的硫化物和單質(zhì)Mo，且隨MoS2含量的增加，燒結(jié)產(chǎn)物有規(guī)律地發(fā)生變化；熱力學(xué)分析與XRD和XPS測試結(jié)果相吻合；復(fù)合材料中物相分散均勻，隨MoS2含量增加，基體銅相不斷減少，化合物增多，金屬M(fèi)o彌散鑲嵌其中；材料的密度不斷減??；硬度先增后減，再回升；抗彎強(qiáng)度總體呈下降趨勢；電阻率明顯增大。 在氬氣保護(hù)下的燒結(jié)過程中，基體Cu與MoS2發(fā)生了反應(yīng)，生成化合物Cu1.83Mo3S4：隨燒結(jié)溫度的升高，復(fù)合材料中原子之

3、間的擴(kuò)散愈充分，結(jié)合力加強(qiáng)，材料的硬度和抗彎強(qiáng)度都有了顯著提高；電阻率先降后升，最后趨于穩(wěn)定，在燒結(jié)溫度為750℃時最低。 在室溫干摩擦條件下，Cu-G(4.5ωt％)-MoS2(4.5ωt％)復(fù)合材料的摩擦磨損性能最好，Cu的硫化物與石墨顆粒協(xié)同潤滑，在摩擦表面形成連續(xù)完整的固體潤滑膜：Cu-G(9ωt％)復(fù)合材料表面的潤滑膜不夠完整，自潤滑減摩效果不夠理想；Cu-MoS2(9ωt％)復(fù)合材料表面磨損相當(dāng)嚴(yán)重，以粘著和磨粒磨損

4、為主，伴有氧化磨損的發(fā)生。 在純Ar環(huán)境下的摩擦過程中，Cu-MoS2(9ωt％)復(fù)合材料表現(xiàn)出最佳的減摩耐磨性能，Cu-G(4.5ωt％)-MoS2(4.5ωt％)復(fù)合材料次之。Cu-MoS2(9ωt％)復(fù)合材料表面固體潤滑膜的破裂、脫落與修復(fù)處于動態(tài)平衡，基體本身的強(qiáng)度、硬度較高，能支撐表面完整潤滑膜的形成，Cu的硫化物與基體材料具有良好的化學(xué)親和性，使形成的固體潤滑膜與基體附著性更好，結(jié)合強(qiáng)度更高；Cu-G(4.5ωt％)