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导电滑环是各种精密转台、离心机和惯导设备的关键器件,滑动电接触过程中容易发生磨损,急需有高导电和耐磨性好的材料。铜具有良好的导电性和延展性,石墨烯具有高强度、高导电和超润滑性能。论文拟结合铜与石墨烯各自的优点,制备具有高导电和耐磨性好的导电滑环应用的铜/石墨烯块体复合材料。本文首先采用改进Hummer’s法制备氧化石墨烯,通过化学镀在石墨烯表面均匀包覆铜纳米颗粒;然后应用粉末冶金成型制备出铜/石墨烯块体复合材料,并对块体复合材料的致密度、硬度和电阻率进行了测试;最后在设计开发的载流摩擦磨损试验台上,以铜/石墨烯块体复合材料和H65硬态黄铜为摩擦副,研究了载流摩擦磨损性能;探究不同氧化石墨烯含量铜/石墨烯块体复合材料在不同电流和载荷下的载流摩擦磨损性能,通过SEM观察磨损表面形貌情况并分析磨损机制。研究结果如下:1.采用化学镀法制备的铜/石墨烯纳米复合材料的颗粒大小在100-300nm之间,通过对氧化石墨烯进行敏化和活化后,石墨烯表面均匀包裹纳米铜颗粒,明显改善了铜基体与石墨烯的界面结合状态。2.采用粉末冶金法制备了不同石墨烯含量的铜/石墨烯块体复合材料。随着氧化石墨烯含量的增加,铜/石墨烯块体复合材料的致密度和电阻率随之升高,而硬度先增大后减小;当氧化石墨烯含量为1.5wt%时,块体复合材料的硬度值达到最大(201.9HV),其是纯铜的3.5倍。3.铜/石墨烯块体复合材料的摩擦系数随着氧化石墨烯含量的增加而降低,其磨损率先减小后增大,且摩擦系数和磨损率明显低于未增强的纯铜基体。这表明石墨烯的加入能有效降低铜/石墨烯块体复合材料的摩擦系数,并提高其耐磨性。4.铜/石墨烯块体复合材料的摩擦系数随载荷的增大先减小后趋向于平稳,随电流的增大呈现逐渐降低的趋势,而磨损率随着载荷的增大先减小后增大,随电流的增大逐渐增大。5.铜/石墨烯块体复合材料在载流条件下的磨损机制主要是机械磨损和电气磨损相耦合的复合磨损机制。在摩擦表面上形成的石墨烯固体润滑膜起到了良好的减摩作用,以及可降低粘着磨损和电气磨损。