專利名稱：一種銅-石墨-二硒化鈮(NbSe₂)自潤滑材料及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及潤滑材料領(lǐng)域，具體地說，是一種銅-石墨-二硒化鈮(NbSe2)自潤 滑材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
銅-石墨復(fù)合材料是應(yīng)用廣泛的一類電工材料，其主要依靠銅來改善材料的導(dǎo) 電導(dǎo)熱能力、依靠石墨的減摩和自潤滑性能來改善材料的摩擦學(xué)特性，因此可以通過調(diào) 整其中銅和石墨的含量來制成具有不同導(dǎo)電性和耐磨性的電接觸材料。但是銅_石墨復(fù) 合材料尚存在如下問題(1)石墨較軟，使得電接觸材料的承載能力、耐磨性以及抗熔 焊能力低；(2)石墨的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能差，在大電流、高速電機(jī)中，接觸表面溫升過高， 使得吸附在表面的水分易于揮發(fā)，破壞了表面膜的完整性，造成磨粒磨損。隨著各類電 機(jī)儀表朝小型化、大電流、高速度的方向發(fā)展，對(duì)于電接觸材料的要求也從之前的單一 性能轉(zhuǎn)變?yōu)榧试S線速度大、接觸電壓低、摩擦系數(shù)小、磨損率低、載流能力大于一身 的總和性能，而現(xiàn)有的銅_石墨電接觸材料顯然難以滿足上述要求。二硒化鈮(NbSe2)具有與石墨類似的層狀結(jié)構(gòu)和摩擦學(xué)特性，其電阻率卻比石 墨低一個(gè)數(shù)量級(jí)。用片狀NbSe2-Ag制備的復(fù)合材料在航天飛機(jī)的導(dǎo)電滑環(huán)上已有成功的 應(yīng)用，而NbSe2納米纖維既有減摩耐磨的作用，又可以提高復(fù)合材料的力學(xué)性能。同時(shí) 利用NbSe2納米纖維的各向異性的特點(diǎn)，還可以在提高其導(dǎo)電性的同時(shí)，改善其換向能 力?；诙?NbSe2)的上述優(yōu)點(diǎn)，將其添加到銅-石墨復(fù)合材料中，必將制備出 綜合性能更為優(yōu)異的銅-石墨-二硒化鈮(NbSe2)復(fù)合材料，但是目前尚未有這樣的材料 出現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種銅-石墨-二硒化鈮(NbSe2)自潤滑材料及其制備方 法，該方法可以在普通的實(shí)驗(yàn)條件以及較低的溫度條件下，合成在常溫常壓以及真空條 件下均具有良好減摩耐磨性能的銅-石墨-二硒化鈮(NbSe2)自潤滑復(fù)合材料。上述目的是通過如下技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)的以銅粉、石墨粉、納米二硒化鈮粉 (NbSe2)為原料，采用粉末冶金法壓片后燒結(jié)成型，再采用復(fù)壓復(fù)燒的方法再次壓片后燒 結(jié)成型。具體地，包括如下步驟(1)按照60 34 6的質(zhì)量百分比分別稱取高純的銅粉(含量沖9.7%)、石墨 粉(含量299.85% )、納米二硒化鈮(NbSe2)粉(含量>99.5% )；(2)將上述三種粉末在研缽(優(yōu)選瑪瑙研缽)中充分混合均勻得到混合料，混合 時(shí)間不少于30min ；(3)將得到的混合料在120Mpa下壓制成片⑴，保壓10 15min ；(4)將片⑴置于燒結(jié)爐中，于700°C的溫度以及氬氣(Ar)的保護(hù)下，燒結(jié)Ih ；
(5)將燒結(jié)后的片⑴在研缽(優(yōu)選瑪瑙研缽)中磨碎成粉；(6)將步驟(5)所得粉在200Mpa下壓制成片(II)，保壓10 15min ；(7)將片(II)置于燒結(jié)爐中，于700°C的溫度以及氬氣(Ar)的保護(hù)下，燒結(jié)lh， 即得銅-石墨-二硒化鈮(NbSe2)自潤滑材料。利用UMT-2多功能摩擦試驗(yàn)機(jī)，在轉(zhuǎn)速為200ReV/min、摩擦半徑為3mm、載 荷為50g-250g的條件下，測(cè)試本發(fā)明的銅-石墨-二硒化鈮(NbSe2)自潤滑材料在不同 載荷下的摩擦性能，結(jié)果如表1所示表 1
載荷(g)轉(zhuǎn)速(Rev/min)摩擦半徑(mm)摩擦系數(shù)5020030.163310020030.164715020030.165120020030.158325020030.1562綜上所述，本發(fā)明方法原料易得、成本低廉、參數(shù)易控、操作簡(jiǎn)單，適合大規(guī) 模的工業(yè)生產(chǎn)；所制備的銅-石墨-二硒化鈮(NbSe2)自潤滑材料在常溫常壓以及真空條 件下均具有良好的減摩耐磨性能，因此能夠降低磨損，提高材料機(jī)械的使用壽命，在機(jī) 械制造以及航空航天等工業(yè)領(lǐng)域具有廣泛的用途。


圖1為實(shí)施例1的銅-石墨-二硒化鈮(NbSe2)自潤滑材料的微觀形貌的掃描圖片。
具體實(shí)施例方式以下通過具體實(shí)施方式
進(jìn)一步描述本發(fā)明，由技術(shù)常識(shí)可知，本發(fā)明也可通過 其它的不脫離本發(fā)明技術(shù)特征的方案來描述，因此所有在本發(fā)明范圍內(nèi)或等同本發(fā)明范 圍內(nèi)的改變均被本發(fā)明包含。實(shí)施例1 (1)分別稱取高純的銅粉(含量>99.7% )2.4g,石墨粉(含量>99.85% ) 1.36g、 納米二硒化鈮(NbSe2)粉(含量299.5% )0.24g ；(2)將上述三種粉末倒入瑪瑙研缽中，充分均勻混合30min;(3)將得到的混合料在120Mpa下壓制成片⑴，保壓10 15min ；(4)將片⑴置于管式燒結(jié)爐中，于700°C的溫度以及氬氣(Ar)的保護(hù)下，燒結(jié)lh；(5)將燒結(jié)后的片⑴在瑪瑙研缽中磨碎成粉；(6)將步驟(5)所得粉在200Mpa下重新壓制成片(II)，保壓10 15min ；(7)將片(II)置于管式燒結(jié)爐中，于700°C的溫度以及氬氣(Ar)的保護(hù)下，燒結(jié) Ih,即得銅-石墨-二硒化鈮(NbSe2)自潤滑材料。對(duì)本實(shí)施例的產(chǎn)物(銅-石墨-二硒化鈮(NbSe2)自潤滑材料)進(jìn)行電鏡掃描 以觀察其微觀形貌，所得SEM圖片如圖1所示，可以看出形成的銅-石墨-二硒化鈮 (NbSe2)自潤滑材料結(jié)構(gòu)均勻，致密。
權(quán)利要求
1.一種銅-石墨-二硒化鈮(NbSe2)自潤滑材料的制備方法，其特征在于，包括以下 步驟(1)按照60 34 6的質(zhì)量百分比分別稱取高純的銅粉(含量沖9.7%)、石墨粉 (含量299.85% )、納米二硒化鈮(NbSe2)粉(含量沖9.5% )；(2)將上述三種粉末在研缽中充分混合均勻得到混合料，混合時(shí)間不少于30min；(3)將得到的混合料在120Mpa下壓制成片⑴，保壓10 15min；(4)將片⑴置于燒結(jié)爐中，于700°C的溫度以及氬氣(Ar)的保護(hù)下，燒結(jié)Ih;(5)將燒結(jié)后的片⑴在研缽中磨碎成粉；(6)將步驟(5)所得粉在200Mpa下壓制成片(II)，保壓10 15min；(7)將片(II)置于燒結(jié)爐中，于700°C的溫度以及氬氣(Ar)的保護(hù)下，燒結(jié)lh，即 得銅-石墨-二硒化鈮(NbSe2)自潤滑材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法制備得到的銅_石墨-二硒化鈮(NbSe2)自潤滑材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種銅-石墨-二硒化鈮(NbSe2)自潤滑材料及其制備方法，主要是以銅粉、石墨粉、納米二硒化鈮粉(NbSe2)為原料，采用粉末冶金法壓片后燒結(jié)成型，再采用復(fù)壓復(fù)燒的方法再次壓片后燒結(jié)成型來獲得在常溫常壓以及真空條件下均具有良好的減摩耐磨性能的銅-石墨-二硒化鈮(NbSe2)自潤滑材料。本發(fā)明方法原料易得、成本低廉、參數(shù)易控、操作簡(jiǎn)單，適合大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)；制備得到的銅-石墨-二硒化鈮(NbSe2)自潤滑材料能夠降低磨損，提高材料機(jī)械的使用壽命，在機(jī)械制造以及航空航天等工業(yè)領(lǐng)域具有廣泛的用途。
文檔編號(hào)C22C1/05GK102011024SQ201010557358
公開日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年11月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月19日
發(fā)明者劉萬章, 唐華, 廖東侯, 張帥, 李長(zhǎng)生, 梁家青, 范有志 申請(qǐng)人:無錫潤鵬復(fù)合新材料有限公司