銅-二硫化鉬復合材料的制備及其組織與性能研究.pdf

1、本論文采用粉末冶金方法，分別在氫氣和氬氣保護氣氛下制備銅-二硫化鉬復合材料，并用X-射線衍射儀、光電子能譜儀、掃描電鏡等分析手段對復合材料的物相、顯微組織、力學性能和磨痕表面形貌進行分析，研究二硫化鉬含量和燒結溫度對復合材料的燒結過程和機械性能的影響，系統探討了復合材料在室溫及氣氛條件下的摩擦磨損行為及機理。研究結果主要包括以下幾個方面。 在氫氣保護下的燒結過程中MoS2并未與H2反應，而只與基體銅發(fā)生兩步反應，分別生成復雜的銅

2、鉬硫化合物、Cu的硫化物和單質Mo，且隨MoS2含量的增加，燒結產物有規(guī)律地發(fā)生變化；熱力學分析與XRD和XPS測試結果相吻合；復合材料中物相分散均勻，隨MoS2含量增加，基體銅相不斷減少，化合物增多，金屬Mo彌散鑲嵌其中；材料的密度不斷減小；硬度先增后減，再回升；抗彎強度總體呈下降趨勢；電阻率明顯增大。 在氬氣保護下的燒結過程中，基體Cu與MoS2發(fā)生了反應，生成化合物Cu1.83Mo3S4：隨燒結溫度的升高，復合材料中原子之

3、間的擴散愈充分，結合力加強，材料的硬度和抗彎強度都有了顯著提高；電阻率先降后升，最后趨于穩(wěn)定，在燒結溫度為750℃時最低。 在室溫干摩擦條件下，Cu-G(4.5ωt％)-MoS2(4.5ωt％)復合材料的摩擦磨損性能最好，Cu的硫化物與石墨顆粒協同潤滑，在摩擦表面形成連續(xù)完整的固體潤滑膜：Cu-G(9ωt％)復合材料表面的潤滑膜不夠完整，自潤滑減摩效果不夠理想；Cu-MoS2(9ωt％)復合材料表面磨損相當嚴重，以粘著和磨粒磨損

4、為主，伴有氧化磨損的發(fā)生。 在純Ar環(huán)境下的摩擦過程中，Cu-MoS2(9ωt％)復合材料表現出最佳的減摩耐磨性能，Cu-G(4.5ωt％)-MoS2(4.5ωt％)復合材料次之。Cu-MoS2(9ωt％)復合材料表面固體潤滑膜的破裂、脫落與修復處于動態(tài)平衡，基體本身的強度、硬度較高，能支撐表面完整潤滑膜的形成，Cu的硫化物與基體材料具有良好的化學親和性，使形成的固體潤滑膜與基體附著性更好，結合強度更高；Cu-G(4.5ωt％)