张孝禹, 樊恒中, 黄晓鹏*, 胡天昌, 宋俊杰*, 张永胜, 胡丽天

(1.甘肃农业大学 机电工程学院, 甘肃 兰州 730070;2.中国科学院兰州化学物理研究所 固体润滑国家重点实验室, 甘肃 兰州 730000)

铜/石墨复合材料由于具有高承载、耐磨损、抗冲击、高导热和低摩擦系数等优异性能，作为滑动轴套、轴承保持架和动密封件等广泛应用于航空航天和化工冶金等领域中.现用铜/石墨复合材料多为均相材料，即采用球磨混合-粉末冶金的方法制备石墨相在三维空间中呈均匀分布状态的复相材料[1-3].然而，石墨相与铜合金间的浸润性差，其界面结合为弱界面结合，使得裂纹易于界面处萌生并扩展.同时复合材料中均匀分布的石墨粉体会严重破坏铜基体的连续性，不仅使得材料耐磨性能降低，还致使其抗裂纹破坏能力和应用可靠性大幅下降.尤其是作为动密封材料，其在高转速下与表面沉积有陶瓷涂层(如Al2O3陶瓷涂层)的转轴相对摩擦时，更易出现严重磨损和急剧破损分解的现象，极大限制其实际应用[4-6].

基于宏/微观结构设计以提高承载基体的连续性可实现复合材料摩擦学性能和力学性能的兼顾[7-9]，通过采用不同形状和粒径的石墨相与铜复合可以制备具有不同三维连续程度的铜/石墨复合材料.陈如诗等[10]以电解铜粉、鳞片状石墨(19 μm)和不同粒径的近球形石墨粉(4～19 μm)为原料制备了具有不同宏/微观结构的铜/石墨复合材料.研究表明，对比鳞片状石墨，采用相同粒……