La2O3對(duì)銅基自潤滑復(fù)合材料高溫摩擦磨損性能的影響*

陸大偉 錢 剛 鳳 儀 趙 浩 周子玨 張學(xué)斌

(1.合肥工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 安徽合肥 230009;2.合肥工業(yè)大學(xué)分析測(cè)試中心 安徽合肥 230009)

銅由于具有高導(dǎo)電性、高導(dǎo)熱性和良好的塑韌性等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于電刷、軸承襯套和電子工程領(lǐng)域，但是純銅的機(jī)械性能低、耐磨性差等缺點(diǎn)限制了其在工業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用[1]。以銅為基體，添加其他固體潤滑劑的銅基自潤滑復(fù)合材料則由于同時(shí)具有較好的力學(xué)、摩擦學(xué)性能和優(yōu)秀的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能，被廣泛應(yīng)用于高速列車、航空航天等領(lǐng)域[2-6]。石墨烯作為一種新興的潤滑劑，近年來備受研究人員關(guān)注[7]。與石墨類似，空氣中的水分子可以鈍化石墨烯裸露在外的化學(xué)鍵，降低石墨烯的表面能，因此石墨烯在潮濕環(huán)境中具有較低的摩擦因數(shù)。過渡族金屬硫化物WS2在干燥環(huán)境下能夠提供良好的潤滑作用[8]，但是在高溫或潮濕氣氛中容易被氧化喪失潤滑效果[9]。本課題組前期的研究表明，采用石墨烯和WS2作為固體潤滑劑的銅-石墨烯-WS2復(fù)合材料在室溫下具有良好的自潤滑特性[10]。隨著航天工業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)能夠適用于不同溫度的固體自潤滑材料的需求越來越迫切[11]。雖然Cu-石墨烯-WS2復(fù)合材料室溫下具有良好的自潤滑特性，但是其仍存在一定的缺陷，一是Cu-石墨烯-WS2復(fù)合材料的硬度偏低，在載荷作用下易發(fā)生變形；二是高溫下由于缺少水分子，石墨烯潤滑效果會(huì)大大降低，而WS2則容易發(fā)生氧化分解，同樣會(huì)降低材料的自潤滑效果。

稀土元素氧化物因具有優(yōu)異的熱力學(xué)穩(wěn)定性，常常被用作彌散強(qiáng)化相[12-13]。其中La2O3具有傳統(tǒng)減磨材料所擁有的六方晶系層狀結(jié)構(gòu)，且其熔點(diǎn)為2 315 ℃，在高溫下能夠表現(xiàn)出優(yōu)異的減磨潤滑性能[14]。DANG等[15]發(fā)現(xiàn)在銅基復(fù)合材料中引入La2O3顆?？梢允共牧系挠捕让黠@提高。HAN和LU[16]發(fā)現(xiàn)La2O3的引入可以顯著降低Ni-W涂層在高溫下的摩擦因數(shù)，提高合金涂層的顯微硬度?，F(xiàn)有研究表明，在銅基復(fù)合材料中引入La2O3顆粒主要有以下優(yōu)勢(shì)：第一，稀土元素氧化物具有優(yōu)異的熱力學(xué)穩(wěn)定性，La2O3顆粒在高溫下能夠提高潤滑膜的熱穩(wěn)定性[17]，避免潤滑膜被破壞；第二，銅基體中La2O3顆?？梢詫?duì)位錯(cuò)起釘扎作用，阻礙位錯(cuò)的遷移，降低材料在載荷作用下的變形，使材料的硬度提高[18]；第三，La2O3本身的六方晶系層狀結(jié)構(gòu)使其具備高溫自潤滑效果[19]，可以提高復(fù)合材料的高溫摩擦磨損性能。

為進(jìn)一步提高銅-石墨烯-WS2復(fù)合材料的硬度和高溫摩擦磨損性能，本文作者采用粉末冶金熱壓法向銅-石墨烯-WS2復(fù)合材料中引入La2O3增強(qiáng)相顆粒，研究了La2O3增強(qiáng)銅-石墨烯-WS2復(fù)合材料在高溫下的摩擦磨損性能及其機(jī)制。

1 試驗(yàn)方法

1.1 復(fù)合材料的制備

試驗(yàn)用石墨購自中國藥品有限公司，粒度為23 μm，純度為99.85%；Cu購自阿拉丁試劑廠，粒度為45 μm，純度為99.9%；WS2購自阿拉丁試劑廠，粒度為45 μm，純度為99.9%；La2O3購自阿拉丁試劑廠，粒度為1 μm，純度為99.9%。

采用氧化還原法制備石墨烯，即首先采用Hummers法將石墨氧化成氧化石墨烯，然后將氧化石墨烯置于400 ℃下氫氣氣氛中進(jìn)行還原熱處理，時(shí)間為3 h，制得石墨烯 (RGO)[20]。圖1所示為制備的石墨烯的AFM圖像，經(jīng)測(cè)量其厚度約為0.9 nm，這說明石墨烯是1～2層的[21]。

圖1 石墨烯的AFM圖像Fig 1 The AFM image of the obtained graphene

采用粉末冶金熱壓法制備Cu-RGO-WS2(銅-石墨烯-WS2)和Cu-RGO-WS2-La2O3(La2O3增強(qiáng)銅-石墨烯-WS2)復(fù)合材料，復(fù)合材料的成分組成如表1所示。按表1中比例將各粉末混合后球磨2 h，隨后對(duì)混勻的粉末進(jìn)行熱壓燒結(jié)，燒結(jié)溫度800 ℃，時(shí)間60 min，壓力30 MPa，保護(hù)氣氛為Ar，最后制得Cu-RGO-WS2和Cu-RGO-WS2-La2O3復(fù)合材料。

表1 復(fù)合材料的成分(體積分?jǐn)?shù)) 單位:%

1.2 摩擦磨損試驗(yàn)

摩擦因數(shù)由摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)(MMG-10)直接測(cè)得，試驗(yàn)重復(fù)3次，所得結(jié)果取平均值。試驗(yàn)溫度分別為25、100、300、500 ℃。對(duì)磨環(huán)材質(zhì)為45鋼，硬度為HRC51，外徑為28 mm，內(nèi)徑為22 mm。磨損試驗(yàn)參數(shù)如下：法向載荷80 N，相對(duì)速度0.2 m/s，時(shí)間30 min。采用分析天平稱量復(fù)合材料的磨損質(zhì)量損失，磨損率按下式計(jì)算:

(1)

式中:ω為體積磨損率(mm3/(N·m))；Δm為磨損質(zhì)量損失(g)；ρ為材料的密度(g/mm3)；p為法向載荷(N)；S為滑動(dòng)距離(m)。

采用原子力顯微鏡(Dimension Icon)測(cè)量石墨烯的厚度；采用X射線衍射儀(X’Pert PRO MPD)測(cè)定復(fù)合材料的物相組成；采用激光共焦3D測(cè)量顯微鏡(VK-X250)獲得復(fù)合材料的金相顯微組織圖和磨痕的粗糙度值、宏觀形貌圖、三維形貌圖和輪廓曲線；采用能譜儀(INCAPentaFET-X3)分析復(fù)合材料中各元素面分布情況；采用激光導(dǎo)熱儀(LFA457)測(cè)量復(fù)合材料的熱導(dǎo)率；采用掃描電子顯微鏡(JSM-6490LV)對(duì)復(fù)合材料磨痕進(jìn)行觀察和分析；采用X射線光電子能譜儀(ESCALAB250)分析磨痕化學(xué)組成。

2 結(jié)果與分析

2.1 復(fù)合材料的物理機(jī)械性能

圖2所示為2種復(fù)合材料的XRD圖譜?？梢钥闯?種復(fù)合材料中銅/WS2/La2O3各物相對(duì)應(yīng)的特征峰都比較明顯，沒有雜峰出現(xiàn)。石墨烯衍射峰強(qiáng)度與其層數(shù)有關(guān)，復(fù)合材料中少層石墨烯的衍射峰強(qiáng)度過低，因此無法觀察到其特征峰?？梢酝瞥觯趶?fù)合材料的熱壓燒結(jié)過程中各組元沒有發(fā)生熱分解或相互反應(yīng)，均得以完整保存，這保證了復(fù)合材料中各組元的增強(qiáng)和潤滑作用得以充分發(fā)揮。

圖2 復(fù)合材料的XRD圖譜Fig 2 The XRD spectra of the composites

圖3所示為Cu-RGO-WS2和Cu-RGO-WS2-La2O3復(fù)合材料的金相顯微組織?？芍?，2種材料中各物相界面處均無明顯間隙，表明復(fù)合材料中各組元與銅基體具有良好的冶金結(jié)合。為確認(rèn)各組元在材料中的分布情況，采用能譜儀對(duì)Cu-RGO-WS2-La2O3復(fù)合材料進(jìn)行元素面掃描分析。圖4所示為Cu-RGO-WS2-La2O3復(fù)合材料元素面分布，圖中C、W、La元素分別對(duì)應(yīng)石墨烯、WS2和La2O3，可以看出各組元均能連續(xù)均勻分布于銅基體中，沒有發(fā)生團(tuán)聚。

表2給出了燒結(jié)后2種復(fù)合材料的主要性能?？梢园l(fā)現(xiàn)2種復(fù)合材料的致密度均大于90%，說明熱壓燒結(jié)后復(fù)合材料的微觀結(jié)構(gòu)都比較致密，而Cu-RGO-WS2-La2O3復(fù)合材料的致密度略低于Cu-RGO-WS2復(fù)合材料。這主要是由以下原因造成的：(1)在復(fù)合材料中，La2O3增強(qiáng)相的引入會(huì)增加材料內(nèi)部界面的數(shù)量，導(dǎo)致顆粒間空隙增多；(2)在材料的熱壓燒結(jié)過程中，La2O3會(huì)削弱銅基體的流動(dòng)性，阻礙銅基體的收縮，使銅基體難以充分填充到增強(qiáng)相間的空隙中，導(dǎo)致復(fù)合材料致密度降低。同時(shí)，還可發(fā)現(xiàn)La2O3增強(qiáng)相的引入在提高復(fù)合材料硬度的同時(shí)會(huì)降低材料熱導(dǎo)率。這是因?yàn)長a2O3增強(qiáng)相對(duì)位錯(cuò)具有釘扎作用，可以阻礙位錯(cuò)遷移，減少材料在載荷作用下的變形，因此Cu-RGO-WS2-La2O3復(fù)合材料硬度較高。銅基復(fù)合材料的導(dǎo)熱主要依靠銅基體，而La2O3的導(dǎo)熱性能低于Cu，以La2O3代替Cu-RGO-WS2復(fù)合材料中部分銅基體會(huì)使材料導(dǎo)熱性能下降，所以Cu-RGO-WS2-La2O3復(fù)合材料熱導(dǎo)率較低。

圖3 Cu-RGO-WS2和Cu-RGO-WS2-La2O3復(fù)合材料金相顯微組織Fig 3 The metallographic microscopy of the composites of Cu-RGO- WS2 composite(a) and Cu-RGO-WS2-La2O3(b)

圖4 Cu-RGO-WS2-La2O3復(fù)合材料元素面分布Fig 4 The EDS maps for element of Cu-RGO-WS2-La2O3 composite (a) Cu;(b)W;(c)C;(d)La

表2 復(fù)合材料的主要性能

2.2 復(fù)合材料的摩擦磨損性能

圖5和圖6分別示出了Cu-RGO-WS2和Cu-RGO-WS2-La2O3復(fù)合材料在不同溫度下的摩擦因數(shù)與磨損率。可知，2種復(fù)合材料的摩擦因數(shù)和磨損率都隨著溫度的升高而增大。溫度為25 ℃時(shí)，Cu-RGO-WS2-La2O3復(fù)合材料的摩擦因數(shù)為0.22，略高于Cu-RGO-WS2復(fù)合材料的0.20，此時(shí)2種材料的磨損率都比較低。隨著溫度的升高，Cu-RGO-WS2復(fù)合材料的摩擦因數(shù)快速增大，而Cu-RGO-WS2-La2O3復(fù)合材料的摩擦因數(shù)的增長則比較慢。當(dāng)溫度為500 ℃時(shí)，Cu-RGO-WS2復(fù)合材料的摩擦因數(shù)為0.45，而Cu-RGO-WS2-La2O3復(fù)合材料的摩擦因數(shù)為0.3，此時(shí)Cu-RGO-WS2-La2O3復(fù)合材料的磨損率明顯低于Cu-RGO-WS2復(fù)合材料。

圖5 不同溫度下復(fù)合材料的摩擦因數(shù)Fig 5 Friction coefficients of composites at different temperatures

圖6 不同溫度下復(fù)合材料的磨損率Fig 6 Wear rates of composites at different temperatures

磨損過程中，銅基體中固體潤滑劑石墨烯和WS2會(huì)逐漸從基體內(nèi)脫離，分散在磨損表面。隨后，轉(zhuǎn)移

至磨損表面的潤滑劑會(huì)被碾平形成潤滑膜。潤滑膜的存在可以有效地避免基體與對(duì)磨環(huán)直接接觸，顯著降低摩擦阻力，所以室溫下Cu-RGO-WS2和Cu-RGO-WS2-La2O3復(fù)合材料的摩擦因數(shù)都比較低。但是由于Cu-RGO-WS2-La2O3復(fù)合材料的硬度較高，磨損過程中部分硬質(zhì)顆粒脫離基體，形成細(xì)小磨粒。這些硬質(zhì)磨粒在摩擦磨損過程中會(huì)與對(duì)磨環(huán)相互作用并反復(fù)犁削基體，導(dǎo)致摩擦阻力增大，因此室溫下Cu-RGO-WS2-La2O3復(fù)合材料的摩擦因數(shù)略高于Cu-RGO-WS2復(fù)合材料。高溫下，一方面Cu-RGO-WS2復(fù)合材料基體的強(qiáng)度顯著降低使材料在法向載荷作用下發(fā)生嚴(yán)重塑性變形；另一方面固體潤滑劑石墨烯和WS2還會(huì)發(fā)生高溫氧化導(dǎo)致材料自潤滑性能變差。此時(shí)復(fù)合材料和對(duì)磨環(huán)間難以形成有效的潤滑膜，摩擦副間黏著力增大，因此Cu-RGO-WS2復(fù)合材料的摩擦因數(shù)隨溫度的升高而急劇增加。而La2O3增強(qiáng)相不僅能減少復(fù)合材料基體高溫下的塑性變形，還能提高表面潤滑膜的熱穩(wěn)定性，因此Cu-RGO-WS2-La2O3復(fù)合材料磨痕表面仍能形成較完整的潤滑膜。而且，La2O3本身的層狀結(jié)構(gòu)使其具備高溫自潤滑效果，可以減小摩擦阻力，所以高溫下Cu-RGO-WS2-La2O3的摩擦因數(shù)低于Cu-RGO-WS2。

2種復(fù)合材料磨損率的變化情況則可以由Rowe的修正黏著磨損理論[22]解釋:

(2)

式中：ω為磨損率；k為材料相關(guān)系數(shù)；β為表面膜相關(guān)系數(shù)；a為常數(shù)；f為摩擦因數(shù)；δS為材料的屈服極限。

由式(2)可知，文中復(fù)合材料的磨損率主要與其摩擦因數(shù)和表面膜質(zhì)量有關(guān)。在室溫下Cu-RGO-WS2復(fù)合材料的摩擦因數(shù)低且表面膜質(zhì)量較高，所以磨損率低于Cu-RGO-WS2-La2O3復(fù)合材料；在高溫下Cu-RGO-WS2-La2O3復(fù)合材料由于同時(shí)擁有較低的摩擦因數(shù)和更高質(zhì)量的表面膜，因而其磨損率明顯低于Cu-RGO-WS2復(fù)合材料。

高溫下，各組元的氧化會(huì)對(duì)復(fù)合材料摩擦磨損性能產(chǎn)生較大影響。為進(jìn)一步確定高溫下復(fù)合材料磨痕的化學(xué)成分，采用X射線光電子能譜儀對(duì)Cu-RGO-WS2-La2O3復(fù)合材料磨痕表面進(jìn)行成分分析。圖7所示為500 ℃下Cu-RGO-WS2-La2O3復(fù)合材料磨痕表面主要元素的XPS圖譜。以C1s的結(jié)合能284.8 eV作為內(nèi)標(biāo)。C1s圖譜中286.31和288.88 eV處的峰分別對(duì)應(yīng)C-O鍵和C=O鍵(見圖7(a))，這表明高溫下石墨烯發(fā)生了氧化。W4f圖譜中的3個(gè)峰可以被擬合成2個(gè)重疊的雙峰，其中32.91和35.27 eV處的峰對(duì)應(yīng)WS2，35.71和37.68 eV處的峰則屬于WO3(見圖7(b))。這表明高溫摩擦磨損過程中，WS2氧化生成WO3[23]。WO3顆粒不利于潤滑膜的形成，會(huì)降低材料的摩擦磨損性能[24]。Cu2p圖中的雙峰可被擬合為4個(gè)峰，其中932.79和953.11 eV處的峰屬于Cu2O，934.85和954.21 eV處的峰則對(duì)應(yīng)CuO(見圖7(c))。Cu元素的氧化產(chǎn)物為Cu2O和CuO，與WO3不同，CuO和Cu2O氧化層在高溫下具有一定的減磨潤滑效果[25]。La3d圖譜中，La3d3/2和La3d5/2分別位于852.18、835.21 eV處，兩峰之間相差16.97 eV(見圖7(d))，與La2O3標(biāo)準(zhǔn)峰圖譜(16.8 eV)接近，這表明良好的熱穩(wěn)定性使La2O3在高溫下仍能保持其原有的化學(xué)狀態(tài)[26]。綜上可以得出，高溫下石墨烯和WS2的氧化導(dǎo)致Cu-RGO-WS2復(fù)合材料摩擦磨損性能下降，而La2O3則能發(fā)揮增強(qiáng)相作用和高溫自潤滑作用，使Cu-RGO-WS2-La2O3復(fù)合材料的高溫摩擦磨損性能更優(yōu)異。

圖7 500 ℃下Cu-RGO-WS2-La2O3復(fù)合材料磨痕表面主要元素的XPS圖譜Fig 7 The XPS spectra of main elements on Cu-RGO-WS2-La2O3 composite worn surface at 500 ℃ (a)C1s;(b)W4f;(c) Cu2p;(d)La3d

2.3 復(fù)合材料的摩擦磨損機(jī)制

為研究復(fù)合材料在不同溫度下的磨損機(jī)制，采用激光共焦3D測(cè)量顯微鏡獲得復(fù)合材料磨痕表面粗糙度值、宏觀形貌圖、三維形貌圖和輪廓曲線，采用掃描電子顯微鏡對(duì)材料磨痕表面進(jìn)行觀察分析。圖8示出了2種復(fù)合材料在不同溫度下的磨痕表面粗糙度值?？芍?種復(fù)合材料磨痕表面粗糙度值與摩擦因數(shù)和磨損率的變化情況比較相似，都隨著溫度的升高而增加；室溫下Cu-RGO-WS2復(fù)合材料的表面粗糙度值略低于Cu-RGO-WS2-La2O3復(fù)合材料；高溫下Cu-RGO-WS2-La2O3復(fù)合材料的表面粗糙度值則明顯低于Cu-RGO-WS2復(fù)合材料。

圖8 不同溫度下復(fù)合材料磨痕表面粗糙度值Fig 8 The roughness of worn surface of composites at different temperatures

圖9所示為Cu-RGO-WS2和Cu-RGO-WS2-La2O3復(fù)合材料在25 ℃下磨痕SEM圖像、宏觀形貌圖、三維形貌圖和輪廓曲線。如圖9(a3)和(a4)所示，Cu-RGO-WS2復(fù)合材料磨痕三維形貌圖和輪廓曲線顯示其表面比較平整，磨痕表面粗糙度值Ra為11.48 μm。由圖9(a1)可以觀察到Cu-RGO-WS2復(fù)合材料磨痕表面被較為完整的潤滑膜覆蓋，但是部分區(qū)域潤滑膜連續(xù)性較差。這是由于Cu-RGO-WS2復(fù)合材料本身硬度較低，在載荷作用下易發(fā)生塑性變形，導(dǎo)致潤滑膜連續(xù)性被割裂。如圖9(b3)和(b4)所示，Cu-RGO-WS2-La2O3復(fù)合材料三維形貌圖和輪廓曲線表明其磨痕也比較平整，磨痕表面粗糙度值Ra為13.68 μm。圖9(b1)顯示Cu-RGO-WS2-La2O3復(fù)合材料磨痕表面同樣覆蓋著均勻致密的潤滑膜，潤滑膜上布滿了細(xì)小磨屑，沿磨損方向還可觀察到少量劃痕。這是因?yàn)橛捕容^高的La2O3在磨損過程中會(huì)轉(zhuǎn)移至磨痕表面，La2O3顆粒的犁削作用導(dǎo)致了磨屑與劃痕的產(chǎn)生，這表明Cu-RGO-WS2-La2O3復(fù)合材料發(fā)生了磨粒磨損。因此，室溫下Cu-RGO-WS2復(fù)合材料磨痕處僅發(fā)生了輕微的塑形變形，而Cu-RGO-WS2-La2O3復(fù)合材料的磨損機(jī)制主要是磨粒磨損。

圖9 25 ℃下復(fù)合材料磨痕SEM圖像(a1),(b1)、宏觀形貌圖(a2),(b2)、三維形貌圖(a3),(b3)和輪廓曲線(a4),(b4)Fig 9 The SEM images (a1),(b1),optical images (a2),(b2),3D morphology (a3),(b3) and profile curves (a4), (b4) of worn surface at 25 ℃ (a) Cu-RGO-WS2；(b) Cu-RGO-WS2-La2O3

當(dāng)溫度升至500 ℃時(shí)，復(fù)合材料的磨痕形貌已發(fā)生很大變化。圖10所示為Cu-RGO-WS2和Cu-RGO-WS2-La2O3復(fù)合材料在500 ℃下磨痕SEM圖像、宏觀形貌圖、三維形貌圖和輪廓曲線。如圖10(a3)和(a4)所示，Cu-RGO-WS2復(fù)合材料磨痕三維形貌圖和輪廓曲線顯示其磨痕表面非常粗糙，粗糙度值Ra為53.26 μm。圖10(a1)顯示Cu-RGO-WS2磨痕表面僅有部分區(qū)域形成潤滑膜，其余區(qū)域則是裸露的基體，其上還布滿了磨屑與剝落坑。高溫下Cu-RGO-WS2復(fù)合材料難以形成潤滑膜，摩擦副間產(chǎn)生了較大的黏著力，在磨損過程中，基體受到對(duì)磨環(huán)表面微凸體的剪切力作用，材料從黏著點(diǎn)剝落，形成剝落坑與磨屑。這表明Cu-RGO-WS2復(fù)合材料在高溫下發(fā)生了黏著磨損。如圖10(b3)和(b4)所示，Cu-RGO-WS2-La2O3復(fù)合材料磨痕平整度也隨著溫度的升高而有所降低，其磨痕表面粗糙度值Ra為34.92 μm。圖10(a1)顯示在高溫下，Cu-RGO-WS2-La2O3復(fù)合材料的磨痕表面仍能形成較為完整的潤滑膜，但是潤滑膜的表面分布著大量的磨屑與更多的劃痕，這說明高溫加劇了材料的磨粒磨損。此外在高溫摩擦磨損過程中，復(fù)合材料在磨痕處還會(huì)反復(fù)受法向載荷與橫向摩擦力的作用，材料的變形逐漸累積，因此有小部分區(qū)域萌生出疲勞裂紋，這是疲勞磨損的主要特征。在高溫下，Cu-RGO-WS2復(fù)合材料的磨損機(jī)制為黏著磨損，而Cu-RGO-WS2-La2O3復(fù)合材料的磨損機(jī)制則為磨粒磨損和疲勞磨損。

圖10 500 ℃下復(fù)合材料磨痕SEM圖像(a1),(b1)、宏觀形貌圖(a2),(b2)、三維形貌圖(a3),(b3)和輪廓曲線(a4),(b4)Fig 10 The SEM images (a1),(b1),optical images (a2),(b2),3D morphology (a3),(b3) and profile curves (a4), (b4) of worn surface at 500 ℃(a) Cu-RGO-WS2；(b) Cu-RGO-WS2-La2O3

3 結(jié)論

(1) 銅-石墨烯-WS2和La2O3增強(qiáng)銅-石墨烯-WS2復(fù)合材料燒結(jié)過程中各組元沒有發(fā)生分解或互相反應(yīng)，燒結(jié)后材料結(jié)構(gòu)致密并且各組元均勻分布于基體中，La2O3增強(qiáng)相的引入在提高復(fù)合材料硬度的同時(shí)會(huì)降低材料熱導(dǎo)率。

(2) 室溫下2種復(fù)合材料的摩擦因數(shù)和磨損率比較相近，高溫下石墨烯和WS2的氧化導(dǎo)致Cu-RGO-WS2復(fù)合材料摩擦磨損性能下降，而La2O3則能發(fā)揮增強(qiáng)相和高溫自潤滑作用使Cu-RGO-WS2-La2O3復(fù)合材料的高溫摩擦磨損性能更為優(yōu)異。

(3)室溫下，銅-石墨烯-WS2復(fù)合材料的磨痕處僅發(fā)生了輕微的塑性變形，而La2O3增強(qiáng)銅-石墨烯-WS2復(fù)合材料的磨損機(jī)制主要是磨粒磨損。高溫下，銅-石墨烯-WS2復(fù)合材料的磨損機(jī)制為黏著磨損，而La2O3增強(qiáng)銅-石墨烯-WS2復(fù)合材料的磨損機(jī)制則為磨粒磨損和疲勞磨損。