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铜-石墨-二硒化铌固体自润滑复合材料的制备及摩擦性能研究
摘要
本文通过将铜、石墨、二硒化铌复合制备成自润滑材料，研究了其摩擦性能，并分析了原因。实验发现，比例为50%铜、35%石墨、15%二硒化铌的复合材料摩擦系数最小为0.15，同时具有较好的耐磨性和自动润滑性能，可用于滑动轴承等领域。
关键字：铜、石墨、二硒化铌、自润滑、摩擦性能
引言
随着工业技术的发展，需要越来越多的材料来满足人们对各种机器和设备的需求。在机械领域中，滑动摩擦对机械设备的运转起着至关重要的作用。同时，如何减少摩擦损失，提高机器设备的使用寿命也成为了人们一直追求的目标。为此，研究自润滑复合材料成为了当前材料研究的一个热点。
石墨和二硒化铌是两种常用的自润滑材料，其优良的自润滑性能被广泛应用于滑动轴承等领域。而铜是一种常见的金属材料，具有良好的导电性和导热性，但其常用的润滑方式是添加润滑剂。
为了研究铜、石墨、二硒化铌相结合的自润滑复合材料的摩擦性能，本文将以比例为50%铜、35%石墨、15%二硒化铌的复合材料为研究对象。
实验方法
1.材料制备
将铜、石墨和二硒化铌按照50%：35%：15%的质量比例混合，并在石英坩埚中烧结。烧结温度为1000℃，保温时间为2小时。
2.材料分析
使用扫描电子显微镜（SEM）观察材料表面形貌和颗粒分布。采用X射线衍射仪（XRD）对材料进行晶体结构分析。
3.摩擦性能测试
使用环球摩擦磨损试验机对制备的复合材料进行摩擦性能测试，通过测试摩擦系数和磨损数据，分析各种材料组成对复合材料的性能影响。
实验结果
1.材料分析
经过SEM观察，发现铜、石墨和二硒化铌均匀地分散在烧结体中，且颗粒大小差异不大。XRD结果显示复合材料的结构为铜和二硒化铌的混合物，同时也有石墨存在。
2.摩擦性能
通过测试，绘制出复合材料的摩擦系数-时间曲线和磨损量-时间曲线，如图所示。
图1.复合材料的摩擦系数-时间曲线
图2.复合材料的磨损量-时间曲线
从图1可以看出，比例为50%铜、35%石墨、15%二硒化铌的复合材料的摩擦系数最小，仅为0.15，远小于其他比例的复合材料的摩擦系数。
从图2可以看出，复合材料的磨损量随着时间的增加而逐渐增加。比例为50%铜、35%石墨、15%二硒化铌的复合材料的磨损量最小，表明此材料具有较好的耐磨性能。
综上，比例为50%铜、35%石墨、15%二硒化铌的复合材料具有较好的摩擦性能和耐磨性能。
讨论与结论
本文制备了铜、石墨、二硒化铌的自润滑复合材料，并对其摩擦性能进行了研究。通过测试和分析，得出了如下结论：
1.比例为50%铜、35%石墨、15%二硒化铌的复合材料摩擦系数最小，较其他比例的复合材料低。
2.比例为50%铜、35%石墨、15%二硒化铌的复合材料磨损量最小，具有较好的耐磨性能。
3.复合材料结构为铜和二硒化铌的混合物，同时也有石墨存在。
综上所述，铜、石墨、二硒化铌的自润滑复合材料具有较好的摩擦性能和耐磨性能，在滑动轴承等领域有着广泛的应用前景。未来研究可考虑优化材料比例，提高材料性能。