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在无油或少油润滑状态下,自润滑材料显示了独特的优越性。铜基自润滑复合材料是金属基自润滑复合材料的重要组成部分,具有优良的摩擦学特性,以及具有导电、导热、抗氧化、耐腐蚀等性能而得到了广泛的应用。铜-石墨-MoS2是典型的滑动电接触材料,广泛用于电机的固定部件和旋转部件(换向器或集电环)之间传导电流。对于滑动电接触材料,要求其具有低接触电阻,以减少电功率损耗;同时又希望其具有低的摩擦磨损。铜-石墨-MoS2主要依靠Cu改善材料的导电导热能力,依靠石墨和MoS2的减摩和自润滑来改善材料的摩擦学特性。但铜-石墨-MoS2存在如下问题:MoS2的电阻率高,导电性能差;石墨虽然导电性能好,但在真空环境中摩擦磨损严重。随各类电机仪表朝小型化,大电流,高速度方向发展,要求电接触材料的允许线速度大,接触电压低,摩擦系数小,磨损率低,载流能力大,而铜-石墨-MoS2电接触材料在性能上难以满足这些要求。纳米NbSe2具有和MoS2类似的晶体结构和摩擦学特性,而电阻率仅为10-4Ω.cm比MoS2低六个数量级,比石墨低一个数量级。用片状NbSe2-Ag制备的复合材料在航天飞机的导电滑环上有成功的应用,而NbSe2纳米纤维既有减摩耐磨的作用,又可以提高复合材料的力学性能。同时利用NbSe2纳米纤维的各向异性的特点,可以在提高其导电性的同时,改善其换向能力。以往对于NbSe2-Cu(Ag)的研究多是片层状的,对于纤维状的NbSe2的摩擦特性的研究还未见报道。本文选用铜基体,选用合适大小和含量的纳米NbSe2材料充当固体润滑组元。采用粉末冶金方法,制得纳米NbSe2铜基固体润滑复合材料。结果表明,在一定温度下,烧结工艺对改善纳米NbSe2和铜基体界面结合的效果有一定影响。通过不同条件下的摩擦磨损试验,以及运用扫描电镜、X-射线衍射仪、光电子能谱仪等微观分析手段,对复合材料显微组织、磨痕表面形貌、磨损颗粒的成分组成进行分析,探讨了在室温下铜基自润滑复合材料的摩擦磨损行为及机理。主要内容包括以下:(1)采用固相反应法:在不同的温度和保温时间下,硒单质和金属Nb在密封的石英管内加热进行反应,分别生成了大量纳米NbSe2纤维和片状材料。对所合成的纳米材料分别用TEM、SEM、XRD等测试手段进行表面形貌和结构成分的表征。(2)将制备出的纤维状和片层状纳米NbSe2材料作为润滑添加剂与铜粉相混合,通过粉末冶金法制备出含纳米NbSe2的铜基复合材料。用INT-2型微观摩擦磨损试验机对它们的摩擦学性能进行了初步研究。结果表明:发现纳米NbSe2的加入能较大程度的改善铜基复合材料的减摩性能,且纤维状纳米NbSe2较片层状纳米NbSe2更能改善铜基复合材料的摩擦学性能。通过对摩擦数据和两种NbSe2微观结构的分析,对摩擦机理进行了初步推测,认为纳米NbSe2材料对复合材料的摩擦学性能改善是由其独特的闭合结构、润滑膜的形成、纳米材料的填充自修复共同作用的结果。