二硒化鈮以及二硒化鈮-石墨納米復(fù)合材料的制備及其摩擦性能研究.pdf

1、過渡金屬硫硒化物MX2(M=Mo、W、Nb、Ta;X=S、Se)具有類似石墨的六方層狀晶體結(jié)構(gòu),但由于其晶體邊緣不飽和的懸掛鍵具有化學(xué)活性,在摩擦過程中容易黏附到金屬表面和被氧化,使其摩擦學(xué)性能急劇降低。而MX2(M=Mo、W、Nb、Ta;X=S、Se)納米材料(如納米顆粒、納米線、納米管/束)具有獨(dú)特的閉合結(jié)構(gòu),在結(jié)構(gòu)上可以消除懸掛鍵的存在,從而提高化學(xué)穩(wěn)定性,有效降低摩擦磨損,在摩擦學(xué)上將有廣闊的應(yīng)用前景。
　　 本文主要對

2、過渡族金屬硒化物NbSe2及其NbSe2/石墨的復(fù)合材料的制備工藝和摩擦學(xué)性能進(jìn)行了研究。主要研究內(nèi)容包括:
　　 (1)利用固相法,在不同溫度、石墨添加量的條件下,制備了尺寸分布均一的NbSe2六方片以及片狀、棒狀共存的NbSed石墨納米復(fù)合材料。研究了溫度、石墨添加量對NbSe2和NbSe2/石墨納米形貌和結(jié)構(gòu)的影響。發(fā)現(xiàn)適宜的溫度(750℃)有利于形成形貌規(guī)整,尺寸均一的產(chǎn)物,而石墨的添加導(dǎo)致了短棒狀硒化鈮的形成,并且棒狀

3、硒化鈮的含量、尺寸粒度以及樣品的均一性皆受石墨添加量的控制。
　　 (2)改變樣品的添加量、載荷、不同形貌,研究了NbSe2和NbSe2/石墨納米復(fù)合材料油磨擦性能。結(jié)果表明,添加了NbSe2和NbSe2/石墨納米復(fù)合材料的油樣摩擦系數(shù)都較純油樣有所降低,并且添加NbSe2/石墨納米復(fù)合材料的油樣摩擦性能更好,說明石墨的添加對NbSe2的油摩擦性能起到了優(yōu)化的作用。這可能與NbSe2的顆粒納米化,形貌規(guī)整,短棒狀硒化鈮出現(xiàn)有關(guān)系

4、,同時石墨對硒化鈮起到了協(xié)同作用,導(dǎo)致了最終摩擦性能的優(yōu)化。
　　 (3)將NbSe2、NbSe2/石墨納米微粒應(yīng)用到銅基石墨復(fù)合材料中,對其進(jìn)行填充改性,研究其物理力學(xué)性能與摩擦性能。結(jié)果顯示,與銅.石墨復(fù)合材料相比,NbSe2、NbSe2/石墨納米微粒的加入均能使材料的物理力學(xué)性能提高,對復(fù)合材料起到改性的效果,但降低了復(fù)合材料的摩擦性能。而NbSe2與NbSe2/石墨納米復(fù)合材料相比,純NbSe2的改性效果優(yōu)于NbSe2/