固体润滑国家重点实验室（LSL）知识库

    针对目前现代航空航天、核技术和能源动力等高技术的发展对固体润滑材料的迫切需求，开展了NiAl金属间化合物基复合材料的制备工艺、机械性能及高温摩擦学性能的研究，以NiAl为基体材料，选择合金元素Nb和原位生成的碳化物陶瓷为增强相，以银、高温摩擦诱导生成的氧化物以及双金属盐等为固体润滑剂，采用高能球磨和真空热压烧结技术制备NiAl基复合材料，考察不同添加量的合金元素Nb和Ag对NiAl基高温自润滑复合材料的组织结构、机械性能和摩擦学性能的影响，阐明宽温域条件下NiAl基润滑材料的组分、结构与性能的演变规律和高温润滑磨损机理。主要研究结果如下：

    1.采用高能球磨法制备了NiAl金属间化合物粉末，考察不同球磨时间及球料比对粉末的粒度和形貌的影响，球料比为10:1，球磨时间为70h的球磨工艺，可制备出了晶粒尺寸约为5nm的NiAl金属间化合物粉末。采用真空热压烧结技术制备了NiAl金属间化合物块体材料，对比不同烧结温度制备的NiAl金属间化合物的组织形貌、密度和硬度，确定最适宜的烧结温度为1300 ℃，可获得晶粒尺寸约为20 nm的NiAl金属间化合物块体材料。

    2.制备并研究了NiAl-NbC复合材料的微观组织结构、力学和室温摩擦学性能的影响。结果表明：合金元素Nb在烧结过程中完全形成了NbC硬质陶瓷相；在室温下，NiAl-NbC复合材料的硬度和抗压强度随着Nb添加量的增加而增加，其中细晶化改善了NiAl金属间化合物的室温力学性能，显著提高了压缩韧性；合金化与第二相强化作用则进一步改善了NiAl基复合材料的室温力学性能。且在室温下NiAl-3NbC复合材料具有最低的摩擦系数（0.62）和磨损率（0.70×10^-5 mm³(N•m)^-1）。

    3.制备了NiAl-3NbC-10Ag复合材料，探索了Ag对NiAl-3NbC复合材料的微观结构、力学和高温摩擦学性能的影响。结果表明：在真空烧结过程中，Ag不与复合材料中的任何组元发生固相反应，仍以单质Ag存在。Ag的添加降低了复合材料中低温阶段的摩擦系数；在900 ℃时，NiAl-3NbC-10Ag复合材料的摩擦系数显著降低，其摩擦系数达到最小值为0.26，这归因于Ag与NbC发生摩擦化学反应生成的AgNbO₃高温固体润滑剂与其氧化物润滑膜的协同作用。