纳米NbSe_2-铜基复合材料的摩擦磨损性能研究

采用粉末冶金技术制备出了纳米NbSe2-铜基复合材料,并用UTM-2型微观摩擦磨损试验机测试复合材料在不同载荷下的摩擦磨损性能,用扫描电子显微镜分析了复合材料磨痕形貌。结果表明,纳米NbSe2的加入在摩擦表面形成一层完整的纳米Nb-Se2润滑膜,使铜合金基体在各个载荷下的摩擦系数变得较为平稳,且能增强复合材料的承载能力。但由于NbSe2纳米粉末的加入,使基体较软,纳米粒子损失较快,以致磨损量有所增加。

NbSe_2/CeNbO_4纳米复合材料的制备及其铜基复合材料摩擦性能研究

将Se粉、Nb粉和CeO2粉末按一定质量比混合,通过在800℃下原位固相反应合成出NbSe2/CeNbO4纳米复合材料。分别以NbSe2/CeNbO4纳米复合材料为固体润滑相,Cu为基体相,通过粉末冶金的方法制备NbSe2/CeNbO4-Cu基复合材料。使用X射线粉末衍射仪和扫描电子显微镜分别分析了样品中的相成分和微观形貌,并用摩擦磨损试验机对其摩擦磨损性能进行评价。结果表明:NbSe2/CeNbO4纳米复合材料为NbSe2和CeNbO4的混合晶相,NbSe2/CeNbO4-Cu基复合材料和NbSe2-Cu基复合材料均具有良好的抗磨减摩性能,且添加NbSe2/CeNbO4的Cu基复合材料摩擦学性能要优于添加NbSe2的Cu基复合材料,并对其摩擦机理进行了解释。

纳米NbSe_2铜基自润滑复合材料的摩擦学性能

将固相反法制备的纤维和片层结构的2种纳米NbSe2材料分别与铜粉混合,冷压制成纳米NbSe2铜基复合材料。采用SEM、TEM、HRTEM表征其表面形貌、微观结构和相组成,在UMT-2摩擦试验仪上测试其摩擦性能。结果表明,采用固相反应的方法制备的纤维和片层结构的纳米NbSe2材料,具有良好的结晶性和纯度;在铜基复合材料中,纳米NbSe2材料的加入使得复合材料表现出优异的减摩性能;与片层结构相比较,纤维状纳米NbSe2铜基复合材料都具有更低更稳定的摩擦因数。

一种新的自润滑铜-石墨-NbSe_2复合材料的合成及摩擦性能研究

研究了NbSe2的添加对铜-石墨固体自润滑材料的影响,采用粉末冶金法将制备的不同质量百分比含量的纤维状或片层状的纳米NbSe2材料与铜粉、石墨粉混合均匀,冷压制成小圆盘。采用光学显微镜,SEM(JSM-7001F扫描电子显微镜)等手段表征表面形貌。并在超低温摩擦磨损机和UMT-2摩擦试验仪上测试其摩擦性能。实验结果表明,两种NbSe2的加入使铜-石墨复合材料电阻率降低了近一半;常温常压下,添加了纤维状的NbSe2较片层状具有更好的摩擦学性能,在高载荷下甚至优于铜-石墨复合材料,在真空状态下,无论添加纤维状的还是片层状的NbSe2,复合材料的摩擦系数都远低于铜-石墨复合材料(M为0.257),并且两者在NbSe2添加质量百分比含量6%时达到最低,即铜-石墨-6%纤维状NbSe2为0.189,铜-石墨-6%片层状NbSe2为0.205。

液-液原位反应合成TiB_2/CuCrZr复合材料的研究

利用液-液原位反应法地制备了TiB2/CuCrZr复合材料,并且研究了TiB2含量对复合材料硬度和电导率的影响。结果表明,TiB2颗粒分布不均匀,呈现团粒状和细长棒状两种形态,在铸态下,复合材料的硬度比常规的铸态CuCrZr合金有较大的提高,复合材料的硬度随着TiB2含量的增加呈先增后减的趋势,TiB2含量为3%时的硬度最佳(HV为206);电导率随TiB2含量的增加有所下降。

CNTs/NbSe_2/Cu基自润滑复合材料的制备及其摩擦学性能研究

将CNTs、Se粉和Nb粉按一定化学计量比均匀混合,通过固相反应生成碳纳米管(CNTs)/NbSe2复合材料,然后以生成的CNTs/NbSe2复合材料为固体润滑相,Cu为基体相,通过粉末冶金的方法制备出了CNTs/NbSe2/Cu基自润滑复合材料。利用UMT-2摩擦磨损试验机对材料的摩擦磨损性能进行评价,结果表明NbSe2/Cu基自润滑复合材料具有较好的摩擦学性能,磨痕平滑;随着1%(质量比)CNTs的加入,CNTs/NbSe2/Cu基自润滑复合材料摩擦学性能更为优异,其磨痕更平滑。这是由于具有优异润滑性能的NbSe2和均匀弥散分布在Cu基体中的大长径比管状结构的CNTs一起起到了协同强化和减摩耐磨作用,最终导致材料的机械和摩擦学性能同时提高。

NbSe2纤维的制备及其摩擦学行为

为探索新型润滑材料,将Nb和Se密闭在石英容器中,高温下反应,得到NbSe3,将其研磨、干燥后在氩气保护气氛中于700℃分解,制得直径为80 nm^160 nm的NbSe2纤维。用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪等检测产物的相组成及形貌。利用UTM-2型微观摩擦试验机测试其作为润滑油添加剂的摩擦学性能。结果表明,在室温大气下,添加NbSe2纤维的润滑油较纯润滑油和添加普通NbSe2粉末的润滑油有较好的润滑能力和抗磨性能,其主要原因是NbSe2纤维具有独特稳定的结构。将纳米NbSe2与青铜粉混合,制备出铜基复合材料,摩擦实验证明,NbSe2纤维能明显降低铜基复合材料的摩擦系数,这可能归因于摩擦过程中在摩擦表面形成的一层润滑膜。