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作为典型的滑动电接触材料，铜-石墨和铜-石墨-MoS2复合材料以其优异的导电性和摩擦学性能被广泛应用于机械、电气、航空航天等领域。但铜-石墨和铜-石墨-MoS2存在如下问题:MoS2电阻率高，导电性能差;石墨虽然导电性能好，但在真空环境中磨损严重。随着科技发展对铜基复合材料性能要求的不断提高，传统的铜-石墨和铜-石墨-MoS2复合材料已越来越不能满足使用要求。NbSe2具有和MoS2类似的晶体结构和摩擦学特性，而电阻率仅为10-4Ω·cm，比MoS2低六个数量级，比石墨低一个数量级，在真空、低温等特殊工况下也有应用。NbSe2的这些特性为制备更高性能的铜基复合材料提供了新的研究方向。
本课题采用固相法制备了片层状NbSe2粉末，以化学镀的方法对片层状NbSe2和碳纳米管粉末进行镀铜处理。以XRD、SEM、EDS及TEM分析了样品中的相成分、微观形貌。以粉末冶金的方法制备了铜-NbSe2及铜-NbSe2-CNTs自润滑复合材料。研究了NbSe2表面镀铜及碳纳米管的添加对铜-NbSe2自润滑复合材料物理、机械及摩擦学性能的影响。
研究结果表明，固相反应法可制备出具有较高纯度和良好结晶性的片层状NbSe2;通过化学镀的方法对片层状NbSe2及CNTs进行镀铜处理，可在其表面沉积一层致密的镀铜层而不引入其他杂相;铜-NbSe2复合材料中，随着NbSe2质量分数的升高，材料的密度、抗弯强度逐渐降低，硬度、电阻率逐渐升高。同时，加入相同质量分数的NbSez时，加入镀铜NbSe2颗粒比加入普通NbSe2颗粒的复合材料具有更高的密度、抗弯强度、硬度和更低的电阻率。
纯铜中加入NbSe2和镀铜NbSe2均可显著降低材料的摩擦系数，当镀铜NbSe2含量为15wt％时，复合材料的摩擦系数达到最低;复合材料磨损率随NbSe2含量的增加逐渐降低，NbSe2含量至20wt％时，磨损率趋于稳定。NbSe2表面镀铜提高了NbSe2与基体间的结合强度，改善了固体润滑膜与基体的黏附性能;同时，颗粒镀铜提高了复合材料的强度，使复合材料摩擦的过程中更易形成较为完整稳定的固体润滑膜，起到更好的润滑和减磨效果。以CNTs取代铜-NbSe2复合材料中部分NbSe2时，随CNTs含量的增加，复合材料的硬度、抗弯强度逐渐升高，电阻率、磨损率渐降低，摩擦系数基本不变;综合考虑CNTs含量对复合材料物理、机械及摩擦学性能的影响后，得出铜-NbSe2-CNTs复合材料的各成分质量的最佳配比为Cu∶NbSe2∶CNTs=85∶13∶2。