自潤滑Cu-Cu-MoS2復合材料的制備及性能研究.pdf

1、隨著航空航天、空間技術(shù)及新能源等諸多領(lǐng)域的發(fā)展，許多傳統(tǒng)金屬材料已經(jīng)不能滿足一些特殊服役條件下的耐磨性要求，在這種情況下固體自潤滑復合材料顯示出獨特的減摩特性。因此，開發(fā)具有良好物理性能和機械性能且能在苛刻工況條件下工作的自潤滑復合材料具有重要意義。本課題采用粉末冶金方法制備 Cu/Cu-MoS2自潤滑復合材料，該材料由銅層和Cu-MoS2表面耐磨層組成。將 Cu粉和加入MoS2的合金粉末通過燒結(jié)得到兩端性能不同的銅基自潤滑復合材料，使

2、得材料既具備高的機械強度和導電性，又具有良好的耐磨性。這類材料優(yōu)于一般復合材料的根本原因在于結(jié)構(gòu)的特殊性----存在過渡界面。過渡層的存在使得材料兩端的成分互相滲透，達到良好的界面結(jié)合，并且發(fā)揮兩端特有的性能優(yōu)勢。分別采用冷等靜壓-燒結(jié)和真空熱壓燒結(jié)工藝制備Cu/Cu-MoS2自潤滑復合材料，分析了復合材料的組織、物相及性能，并進行真空高溫摩擦磨損試驗，探討了自潤滑復合材料的減摩特性及磨損機理。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴冷等靜壓

3、-燒結(jié)工藝能夠制備出界面結(jié)合良好的Cu/Cu-MoS2自潤滑復合材料，界面之間沒有發(fā)生突變，有過渡層存在。當MoS2含量為3％時，復合材料的硬度與導電率有良好的配合，硬度可達126.5HBW，導電率40.55MS.m-1。⑵隨著MoS2含量的增加，復合材料的密度和導電率逐漸降低，硬度則隨著含量增加而升高。當 MoS2含量由2%增加至6%時，密度降低2.77%，導電率降低31.9%，硬度提高42.97%。同時，復合材料的抗拉強度逐漸降低3

4、0.9%，斷裂機制由完全韌性斷裂向韌性斷裂與脆性斷裂混合轉(zhuǎn)變。⑶燒結(jié)過程中，MoS2部分發(fā)生反應，耐磨層的產(chǎn)物為復雜的銅硫鉬化合物，銅的硫化物和單質(zhì)Mo。隨著MoS2含量的變化，銅硫鉬化合物及銅的硫化物規(guī)律性的發(fā)生改變，由單一的 Cu1.84Mo6S8向多種形式的 Cu1.84Mo6S8、Cu5.4Mo18S24、Cu2S和Cu31S16轉(zhuǎn)變。⑷與冷等靜壓-燒結(jié)工藝相比，經(jīng)高能球磨40h后，真空熱壓后復合材料耐磨層的硬度有很大提高，導電