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高新技术产业的不断发展对固体润滑材料的性能提出了更高要求。发挥氮化钒陶瓷相和固体润滑相的性能优势及其协同作用,开发一种能够在较高温度、较宽温域下应用的氮化钒基自润滑复合材料具有重要意义。本文以VN为基体,以Ag、MoS2、Ag-MoS2、Ag2MoO4为固体润滑剂,采用热压烧结法制备了系列VN基固体自润滑复合材料,分析了 VN基自润滑复合材料的相组成及其形成机理,研究了固体润滑剂及其含量对VN基自润滑材料的硬度、密度及宽温域(室温～700℃)下的摩擦学性能的影响,阐明了宽温域下材料的摩擦磨损机理。获得了主要结论如下:(1)热压烧结制备的VN陶瓷组织均匀,由VN、少量杂质金属氧化物及微孔洞组成。随温度升高,VN陶瓷的摩擦系数不断降低,700℃的摩擦系数为0.368,较室温降低约53%,其原因为VN陶瓷氧化生成更多的氧化钒润滑相。同时VN陶瓷的磨损率随温度升高呈先增大后减小的变化趋势,其中300℃的磨损率最高达23.47×10-5mm3/N·m。(2)与VN陶瓷相比,VN/MoS2系复合材料的界面结合良好,MoS2相均匀分布于VN基体中,组织致密。VN/MoS2系复合材料室温和300℃的摩擦系数显著降低,这是MoS2润滑相与其在摩擦过程中反应生成MoO3润滑相共同作用的结果。如VN-5MoS2复合材料300℃时的磨损率为10.87×10-5 m3/N·m,较VN陶瓷降低了 54%。(3)与VN陶瓷相比,VN/Ag系复合材料的致密性有所提高,且随着Ag含量的增大,VN/Ag复合材料组织的均匀性改善。在室温～700℃温域内,VN/Ag系复合材料的摩擦系数随着Ag含量的增大而降低,其中VN-15Ag在700℃的摩擦系数为0.274,较VN陶瓷降低约25%,这与Ag、V2O5、Ag3VO4等润滑相的协同作用有关。同时,VN/Ag复合材料在300℃～700℃的磨损率明显低于VN陶瓷。(4)在700℃摩擦过程中VN/Ag系复合材料出现负磨损现象,且负磨损现象随着Ag含量的增加越发明显。此时,VN-15Ag磨损率为-20.73×10-5 mm3/N·m,这是磨损表面的Ag与VN在700℃摩擦过程中反应生成AgVO3、Ag3VO4而引起体积膨胀所致。(5)与VN-15Ag、VN-15MoS2相比,VN-15Ag15MoS2的组织更为致密,在室温～700℃的摩擦系数全面降低,表现出更好的宽温域润滑性能。尤其是700℃时VN-15Ag15MoS2 的摩擦系数低至 0.170,较 VN-15Ag、VN-15MoS2 分别降低了 38%及50%,这归因于宽温域下Ag、MoS2、V2O5、MoO3、Ag3VO4及Ag2MoO4等多种润滑相的协同作用。同时,VN-15Ag15MoS2的磨损率在室温和300℃时较VN-15Ag及VN-15MoS2明显降低。(6)与 VN-15Ag、VN-15MoS2相比,500℃至 700℃下 VN/Ag2MoO4系复合材料的摩擦系数有所降低,表现出更好的润滑性能。700℃下VN-15Ag2MoO4的摩擦系数为0.247,较VN-15Ag、VN-15MoS2的相应值分别降低了10%、28%。同时,在室温、300℃、500℃及700℃下VN-10Ag2MoO4的磨损率较VN陶瓷的相应值分别降低了 56%、62%、55%及72%。