空天環(huán)境下銅基自潤滑復合材料的摩擦磨損性能研究.pdf

1、石墨與二硫化鉬均具有六方晶系的層狀結構,層內(nèi)原子以很強的共價鍵連接,層與層之間以較弱的分子鍵相連。因此,兩者都具有良好的潤滑減摩性能。本文采用熱壓法在氬氣保護氣氛下制備銅基自潤滑復合材料,對制得的復合材料試樣分別進行機械摩擦磨損實驗和電摩擦磨損實驗,測試其摩擦系數(shù)、磨損率和接觸電壓降等參數(shù)。用X射線衍射儀、金相顯微鏡、X射線光電子能譜儀、掃描電子顯微鏡等分析測試手段對銅基自潤滑復合材料的物相、顯微組織、摩擦副表面附著的潤滑膜成分以及磨損

2、表面形貌等進行觀察分析。
　　研究發(fā)現(xiàn):在燒結過程中,各組元之間未發(fā)生化學反應。隨著復合材料中MoS2含量的增加,復合材料的密度、硬度、抗彎強度和電阻率均呈現(xiàn)上升趨勢;而相對密度隨著MoS2含量的增加逐漸降低。
　　機械摩擦磨損試驗結果表明:在空氣環(huán)境中,銅-石墨-二硫化鉬復合材料具有最佳的自潤滑性能;在真空條件下,銅-二硫化鉬復合材料的潤滑減摩性能最好,銅-石墨-二硫化鉬復合材料略次之。由于空間摩擦副材料的工作環(huán)境是空氣環(huán)

3、境與真空環(huán)境的轉變,所選擇的摩擦材料必須在兩種工作環(huán)境下都具備優(yōu)異的潤滑性能,所以銅-石墨-二硫化鉬復合材料比較適合。銅基自潤滑復合材料的基體強度與表面潤滑膜的完整性是影響其潤滑減摩性能的關鍵因素。
　　電摩擦磨損實驗結果表明:銅基自潤滑復合材料的摩擦磨損性能受電流的影響很大,摩擦系數(shù)和磨損率隨電流密度的增大而增大。因電流在接觸面產(chǎn)生的焦耳熱使得固體潤滑膜的吸附能力變?nèi)?在磨損過程中易脫落,加劇了磨損。當電流密度為10A/cm2和

4、20A/cm2時,復合材料的磨損率分別是機械摩擦磨損時的2.8倍和3.7倍。由于石墨與二硫化鉬在空氣中的協(xié)同潤滑效果,以及石墨在真空中喪失其潤滑減摩性能,空氣氣氛下復合材料的潤滑減摩性能優(yōu)于真空條件下,空氣環(huán)境中,復合材料的摩擦系數(shù)和磨損率較真空條件下低,潤滑膜的連續(xù)完整性較高。磨損過程中形成的固體潤滑膜,是由石墨與二硫化鉬共同構成?？諝庵兄饕允珵橹?隨著電流密度的增加,潤滑膜中石墨的含量不斷減少;真空中潤滑膜主要由二硫化鉬構成,成