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表面改性WS2 对Cu基复合材料组织与摩擦学性能的影响

WS2 表面改性 Cu基复合材料 摩擦学性能

WS₂常作为润滑组元添加至铜基复合材料中以提高其摩擦磨损性能。但WS₂有一定团聚倾向，与Cu基体界面的结合性较差，极大地限制了其增强效果的发挥。

为改善WS₂与基体的结合性、降低WS₂在组织中团聚现象、提高WS₂的润滑作用，本文以WS₂、Cu @ WS₂、Ni @ WS₂粉末和Cu粉为原料，通过加压烧结法制备出铜基复合材料，研究了WS₂含量及WS₂表面改性方式对铜基复合材料组织与摩擦学性能的影响。采用硬度计和UMT - 3 摩擦磨损试验机进行力学性能和摩擦磨损性能检测，并利用扫描电镜、超景深三维显微镜对复合材料的微观组织和摩擦形貌以及磨损量进行观察检测。

主要结论如下：

（1）当WS₂的含量为10 wt. %时，铜基复合材料具有最高的致密度（93.76%）和硬度，且摩擦系数最低（0.1875），磨痕表面较为平整，展现出优异的摩擦磨损性能。

（2）Cu包覆和Ni包覆处理过的WS₂ 在Cu基体中均匀分布，几乎没有团聚现象，且与Cu 基体的结合性好。

（3）Cu @ WS₂复合材料的摩擦系数相对较高，但磨损量明显下降。表面改性WS₂复合材料的磨损形貌有了明显改善，犁沟和粘着现象明显减少。