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新型铜基二硒化铌固体自润滑复合材料的制备及摩擦性能研究
一、引言
固体自润滑复合材料是一类应用广泛的高性能材料，其主要特点是具有优异的摩擦学性能和良好的耐磨性能。在实际工程应用中，该类材料可广泛应用于各个行业领域，如机械、汽车、航空航天等。因此，对固体自润滑复合材料的制备及摩擦性能研究具有重要的理论与实践意义。
本文主要研究了一种新型铜基二硒化铌固体自润滑复合材料的制备方法及其摩擦性能研究结果。本研究得到了一种含有铜基二硒化铌的自润滑材料，并运用摩擦试验仪对其摩擦特性进行了测试和分析。下面将详细介绍本研究的实验方法、结果及分析。
二、实验方法
1.材料制备
在实验中使用了以下原材料：铜粉、铌粉、硒粉和石墨粉。具体操作步骤如下：
（1）将铜粉、铌粉和硒粉按照一定的比例混合均匀，然后放入高能球磨机中，进行干磨；
（2）将石墨粉加入到高能球磨机中，继续进行湿磨，时间约为6h。最终得到粉末混合物，并通过筛网处理，筛选出合适的颗粒尺寸范围。
2.材料性能测试
使用SEM和XRD对样品的形貌与物相进行表征，并对材料的硬度、密度和摩擦学性能进行测试。其中硬度测试采用维氏硬度计，密度测试采用压汞法，摩擦学性能测试采用球盘摩擦试验仪。
三、实验结果
1.材料形貌和物相结构表征
使用SEM观察样品表面形貌的结果如图1所示。
图1.样品SEM图像
通过XRD分析发现，样品主要成分为铜基二硒化铌和石墨相，如图2所示。
图2.样品XRD图谱
2.材料性能测试
材料硬度测试结果如表1所示，可以看出样品的硬度为215HV，表明该材料具有较好的硬度。
表1.样品硬度测试结果
试样编号硬度/HV
样品1215
材料密度测试结果如表2所示，样品的密度约为9.48g/cm3，符合预期。
表2.样品密度测试结果
试样编号密度/gcm-3
样品19.48
材料摩擦学性能测试使用球盘摩擦试验仪进行，测试结果如图3和图4所示。
图3.不同负载下的样品摩擦力与滑动速度关系曲线
图4.不同负载下的样品摩擦系数与滑动速度关系曲线
实验结果表明，该材料的摩擦系数随着负载和滑动速度的增加而有所增加。当负载较低且滑动速度较小时，材料的摩擦系数较为稳定，但随着负载或速度的增加，摩擦系数会逐渐升高。
四、实验分析
通过上述实验结果，可以得出以下结论：
1.通过高能球磨法制备的铜基二硒化铌固体自润滑复合材料样品，物相结构主要由铜基二硒化铌和石墨相组成。
2.样品具有较好的硬度和密度，符合预期。
3.样品的摩擦系数随着负载和滑动速度的增加而增加，这可能是由于摩擦表面之间的接触力增加所致。
五、结论与展望
本文通过高能球磨法制备了一种新型的铜基二硒化铌固体自润滑复合材料，并运用摩擦试验仪对其摩擦特性进行了测试和分析。实验结果表明，该材料具有良好的摩擦学性能和耐磨性能。
因此，该材料可以广泛应用于机械、汽车、航空航天等领域，具有广阔的市场应用前景。未来，我们还可以通过优化制备工艺和材料组成等方面进一步提高该材料的性能和可靠性，使其更加适用于繁重的工程应用。