將CNTs、Se粉和Nb粉按一定化學計量比均勻混合，通過固相反應生成碳納米管(CNTs)/NbSe2復合材料，然后以生成的CNTs/NbSe2復合材料為固體潤滑相，Cu為基體相，通過粉末冶金的方法制備出了CNTs/NbSe2/Cu基自潤滑復合材料。利用UMT-2摩擦磨損試驗機對材料的摩擦磨損性能進行評價，結果表明NbSe2/Cu基自潤滑復合材料具有較好的摩擦學性能，磨痕平滑；隨著1%(質量比)CNTs的加入，CNTs/NbSe2/Cu基自潤滑復合材料摩擦學性能更為優異，其痕更平滑。這是由于具有優異潤滑性能的NbSe2和均勻彌散分布在Cu基體中的大長徑比管狀結構的CNTs一起起到了協同強化和減摩耐磨作用，最終導致材料的機械和摩擦學性能同時提高。

　　近幾十年來隨著科技的進步和材料科學的發展，聚合物基、陶瓷基和金屬基等固體自潤滑復合材料應用日趨廣泛，其性能也在不斷改善。其中，由于金屬基固體自潤滑復合材料具有十分優良的綜合性能，其在交通運輸設備、生產機械、辦公設備、家用電器、精密儀器以及軍事裝備等領域都起著十分重要的作用，逐漸成為材料科學研究和開發的重點。金屬基固體自潤滑復合材料同時具有十分優良的塑性和韌性，能得到較好的加工，而且能夠適應于高溫和高真空等惡劣的環境，其中的一部分金屬基復合材料應用在具有相對運動的帶電接觸的元器件中，這類材料可稱之為電接觸材料，電接觸材料是各類電器中的必不可少的關鍵部件，承擔傳遞電能、電信號、接觸和分斷電路等重要任務，其性能的好壞直接關系到儀器的可靠性、穩定性和使用壽命。由于電接觸材料與傳統的摩擦副不同，其在使用過程中，除了受到摩擦力與接觸應力以外，還有電弧的灼燒、電火花現象以及電流對材料接觸表面的微觀改變，因此作為電接觸材料通常要求其同時具有優良的導電、導熱性、抗磨減摩性和較好的機械強度。傳統的銀基石墨材料及銅基石墨復合材料作為兩種典型的電接觸材料，廣泛應用于機械、電器等領域，但銀和銅的強度硬度較低，易磨損，而其中的石墨較軟主要起到潤滑相作用，其強化基體的作用不大。所以在高速高載荷、大電流等苛刻的條件，這些電接觸材料難以滿足這些要求。隨著科技的發展，電接觸材料的性能要求越來越高，故研究新型的電接觸材料很有必要。

　　銅基自潤滑復合材料擁有良好的導熱、導電、自潤滑性能，而且具有較好的摩擦性能，得到了廣泛關注。NbSe2由于其具有優異的摩擦性能和導電性能，引起了學者們的廣泛研究，其導電性比MoS2低六個數量級，比石墨低一個數量級，摩擦性能優于石墨，故其很適合作為電接觸材料潤滑相，但其應用于銅基自潤滑材料的研究，國內均報導較少。碳納米管(CNTs)由于具有比強度高、彈性模量大、機械性能好、摩擦性能優異、耐高溫以及優異的導電導熱性等一系列特性使其成為一種理想的復合材料增強體。但CNTs在電接觸材料中的研究應用還鮮見報道。因此，本文在此背景下先制備了CNTs/NbSe2納米粉末復合材料，然后以Cu為基相，采用粉末冶金方法制備了CNTs/NbSe2/Cu基自潤滑復合材料，結果表明CNTs/NbSe2/Cu基自潤滑復合材料表現出優異的摩擦學性能，少量CNTs的加入大大提高了Cu基自潤滑復合材料的摩擦學性能及機械性能。

　　1、實驗

　　1.1、實驗原料

　　Nb粉(純度99%，200目)，Se粉(純度99%，300目)，CNTs(購自深圳納米港有限公司，其規格為1～2μm，管徑10～20nm，純度大于95%)，Cu粉(純度99%，270目)。

　　1.2、制備方法

　　由于CNTs長徑比大，容易纏繞在一起，故為了使CNTs能在后續的Cu基復合材料中充分混合均勻，按表1 所示的各組分質量百分含量稱取CNTs、Se粉和Nb粉(nNb/nSe物質的量比為1∶2.2)，然后按照鋼球與原料粉末的質量比為10∶1，稱取不銹鋼球和粉末混合放入球磨罐，其中鋼球直徑為8mm，用機械泵抽取罐中真空并通入氬氣，反復3-5次，調整QMISP2型球磨機以轉速200r/min球磨9h。將球磨混合均勻后的粉末干燥后放入固相反應釜中。將其放入管式反應爐中加熱到750℃，升溫速率為10℃/min，充分反應2h后隨爐自然冷卻后打開得到不同試樣粉末，分別將不同的各粉末與其表1中對應的Cu粉混合均勻，具體工藝如下：先在200MPa下進行冷壓成坯，保壓10min，然后在700℃的氬氣保護氣氛下燒結1h后，經400MPa下復壓，保壓時間10min，再在750℃的氬氣保護氣氛下燒結1h，最后得到NbSe2/Cu基自潤滑復合材料A、B、C，以及CNTs/NbSe2/Cu基自潤滑復合材料A1、B1、C1，尺寸規格為Φ15mm×5mm的圓柱體。

表1　各試樣成分配比

　　1.3、測試與表征

　　采用X多晶粉末射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)來表征材料的物相組成和形貌及微觀結構。采用電阻率檢測儀、萬能材料試驗機和排水法測試塊體樣品的電阻率、硬度和密度。在UMT-2型摩擦磨損試驗機上考察CNs/NbSe2/Cu基自潤滑復合材料試樣的摩擦學性能，摩擦副采用球-盤接觸形式，上試樣為直徑為3mm的440-C(9Cr18)不銹鋼球，其硬度為HRC62。下試樣為Φ15mm×5mm的圓柱形實驗試樣，實驗時上試樣固定不動，下試樣作旋轉運動，轉速為200r/min，旋轉半徑為5mm，載荷為0.5～3N，實驗時間為10min。

　　3、結論

　　采用粉末冶金方法成功制備了CNTs/NbSe2/Cu基復合材料，實驗表明其具有優異的摩擦學性能，且要優于NbSe2/Cu基復合材料；少量CNTs的加入能大大提高復合材料的摩擦學及力學性能，這是由于均勻彌散分布在Cu基體中的大長徑比管狀結構的CNTs，這猶如鋼筋混凝土結構中的鋼筋，對塊體復合材料起到關鍵的強化作用，這兩種潤滑強化相一起起到了協同強化和減摩耐磨效果，最終導致材料的機械和摩擦學性能同時提高。