电接触是两导体相互接触并在接触过程中实现电流传输和信号传递的一种物理和化学现象。电接触材料作为电器工业及自动化领域中核心元件的关键材料,其性能直接影响电器元件的可靠性和使用寿命。目前,银/铜基复合材料成为电接触材料研究的重要方向。然而铜/银基体的硬度低,增强相石墨、碳纳米管、Mo S2等电阻率高,且与基体铜或银的界面结合强度差,影响了复合材料的力学和电学性能,因此,发展新型、高性能的电接触材料迫在眉睫。NbSe₂,导电性能好,且与Mo S2有着相同的层状结构,作为铜/银基的润滑添加相,能提高电接触材料综合性能,铜/银基含NbSe₂电接触材料的开发和制备具有重要的社会意义和理论价值。本研究采用热固相反应法制备了NbSe₂、Ti Se2和TixNb1-x Se2微纳米颗粒,用粉末冶金法制备了铜/银基含不同增强相（Cr、Cr2Nb）和润滑添加相（NbSe₂、TixNb1-x Se2）电接触复合材料,研究了不同增强相和润滑添加相对电接触材料的力学、电学和抗氧化性能的影响,讨论了增强相和润滑添加相的摩擦行为和磨损机理,探索出具有性能优异的新型电接触复合材料的制备方法和各相成分的选配。本文的主要研究内容及结论如下:（一）采用热固相反应法制备不同形貌的NbSe₂、Ti Se2及TixNb1-x Se2颗粒,系统研究了反应温度、反应时间、Ti的掺杂量等对过渡族金属硒化物结构形貌的影响,以实现对不同形貌微纳米颗粒的可控制备。研究结果表明:（1）硒化物在不同反应温度下生成的结构形貌不同,600℃下通常是带/线状,800℃下生成的是六方片/盘状;合成产物随着保温时间的增加,其形貌尺寸会变大,TixNb1-x Se2颗粒形貌尺寸还与Ti的掺杂量有关,Ti掺杂量为9at%（原子百分比）时,生成的纳米带和纳米片尺寸最小。（2）基于第一性原理,讨论了Ti掺杂NbSe₂后的形成能、态密度和能带结构,掺杂后的化合物TixNb1-x Se2电学性好,采用Nb-Ti共存物制备TixNb1-x Se2具有理论指导意义。（3）研究了NbSe₂、Ti Se2、TixNb1-x Se2作为基础油添加剂的润滑性能,结果发现TixNb1-x Se2能显著改善基础油的摩擦学性能,采用含量丰富的Nb-Ti共存物制备润滑性能优异的TixNb1-x Se2具有重要的实际应用价值和经济意义,为新型电接触材料的开发提供了一类廉价、形貌可控、性能优异的固体润滑材料。（二）开展含不同质量分数Cr和NbSe₂银基电接触复合材料性能的研究。采用复压复烧工艺制备电接触材料,在复合材料中发现新相Cr2Nb,考虑到可能是NbSe₂与Cr反应生成。考察了增强相Cr、NbSe₂及新相Cr2Nb对Ag-Cr-NbSe₂电接触复合材料力学、电学和摩擦学性能的影响。实验结果表明:（1）Cr颗粒尺寸较大,它的加入导致Ag基电接触复合材料的致密度降低,导电性下降,若Cr与Ag在晶界处发生固溶,则改善了界面结合强度,起到增强增韧的作用,提高了电接触复合材料的力学性能。（2）基体Ag氧化后,不会影响银基电接触复合材料的电学性能,Cr氧化后会严重削弱材料的电学性能。（3）不含Cr且NbSe₂含量较高的银基电接触材料,NbSe₂易在发生团聚,摩擦过程中会遭到对磨副不锈钢球破坏,导致摩擦性能下降;不含NbSe₂只含Cr的银基复合材料其摩擦性能较差;含Cr和NbSe₂的Ag基电接触复合材料有着相对较高的致密度、好的力学性能、低的电阻率和低的摩擦系数,其中Ag-Cr（15wt%）-NbSe₂（20wt%）材料的摩擦系数在0.12左右,磨痕平整且浅,归因于增强相Cr提供了良好的机械性能,NbSe₂与Ag协同润滑。Ag-Cr-NbSe₂电接触复合材料可用于易氧化、高负载、滑动接触场合。初步的探索为能开发出更具潜力和更有前景新型Ag基电接触材料提供了理论和实验数据。（三）界面结合对复合材料的性能具有重要的影响,采用化学镀的方法,利用原液中的甲醛与Ag（NH3）2OH发生银镜反应,实现了Ag对Ti0.09Nb0.91Se2和NbSe₂的均匀包覆,利用电荷转移机理分析了镀银氧化还原动力学;将表面镀银的Ti0.09Nb0.91Se2和NbSe₂作为润滑添加相,制备了Ag基电接触复合材料,研究了润滑添加相对电接触材料综合性能的影响。结果发现:银包覆NbSe₂及银包覆Ti0.09Nb0.91Se2基本没有影响Ag基电接触复合材料的摩擦性能;与镀银前相比,材料的导电性、密度、硬度和断裂韧性都有明显改善。利用SEM,轮廓仪、EDS、Mapping等分析了磨痕表面,对摩擦机理进行了初步的讨论。（四）用铜替代价格昂贵的银,采用复压复烧工艺制备含不同质量分数Cr和NbSe₂的Cu基电接触复合材料,讨论了Cu-Cr-NbSe₂电接触复合材料的力学性能,电学性能,并考察了在机械摩擦和电摩擦测试情况下的摩擦学性能。结果表明:（1）随着NbSe₂的增加,Cu-Cr-NbSe₂复合材料的密度增加,随着增强相Cr含量的增加,Cu-Cr-NbSe₂电接触复合材料的硬度和断裂强度增加。（2）机械摩擦测试过程中,只含Cr的复合材料呈现较差的摩擦性能,摩擦系数高达0.45左右,含Cr/NbSe₂电接触材料的摩擦系数和磨损率均有所改善,采用SEM、EDS分析了磨痕表面,提出了Cr与NbSe₂协同作用下Cu基复合材料机械磨损机理。（3）通电摩擦实验结果发现只含Cr的铜基电接触材料在测试电流10A下摩擦系数约为0.25,只含NbSe₂的铜基材料摩擦系数为0.3左右;而含Cr/NbSe₂的铜基电接触材料的电摩擦系数保持在0.2左右。通过复合材料磨痕表面的形貌、成分的表征,发现摩擦过程中的电弧导致铜基材料温度升高,促使极好润滑性能的Cu O纳米片在磨痕表面生成,Cu O与NbSe₂共同形成润滑膜覆盖在磨痕表面,降低了摩擦系数和磨损率;同时;少量的Cu2O纳米球在磨痕表面生成,纳米球将局部的滑动摩擦改变为滚动摩擦,导致了摩擦系数进一步降低。（4）电摩擦测试后,Cu-Cr-NbSe₂电接触复合材料的电阻率急剧上升,尤其是Cr含量高的铜基电接触材料,这归因于接近绝缘的Cr2O3、Cu2O、Cu O等金属氧化物的生成,严重削弱了电接触材料的电学性能。因此在铜基复合材料中适量添加增强相Cr,才能制备出保持较好的耐磨性和电学性能铜基电接触材料。（五）用Laves相Cr2Nb替代Cr,制备Cu-Cr2Nb-NbSe₂/Ti0.09Nb0.91Se2电接触复合材料,讨论了增强相Cr2Nb对铜基电接触材料力学、电学和摩擦学性能的影响。测试结果表明:（1）用机械合金化结合热固相反应法制备了高硬度、高耐磨性、高抗氧化性的Laves相Cr2Nb,添加到铜基体中,大幅度的提高了铜基电接触材料的硬度,但是却大大削弱了其断裂强度。（2）增强相Cr2Nb具有很好的抗氧化性能,在低电流摩擦测试过程中能抑制金属氧化物的生成,随着电流的增大、载荷的增高,Cu O也开始在铜相界面形核生长,电摩擦系数也随之下降。（3）电摩擦测试后,在磨痕表面出现大量的磨屑,Cr2Nb含量较高的试样其磨屑中主要成分为Fe、O和Cu,认为是硬度较高的Cr2Nb对不锈钢球进行犁削造成,形成了Fe氧化物为主的磨屑;Cr2Nb含量较低的试样其磨屑中主要成分为Cu、Nb和Se及O,认为不锈钢球对试样中较软的Cu、NbSe₂等进行碾压犁削形成了磨屑。（4）铜基中含Ti0.09Nb0.91Se2颗粒的电接触复合材料的综合性能好,具有较长的使用寿命,为制备低价、高性能电接触材料提供理论和实验的数据。因此选用Cr2Nb,配合NbSe₂/Ti0.09Nb0.91Se2微纳米颗粒制备铜基电接触材料是非常有应用前景的新型电接触复合材料。