Page 85 - 《摩擦学学报》2021年第2期

第 41 卷 第 2 期 摩 擦 学 学 报 Vol 41 No 2
2021 年 3 月 Tribology Mar, 2021

DOI: 10.16078/j.tribology.2020086

NbSe /Ag纳米复合材料的制备及其作为煤矿
2
机械机用润滑油添加剂摩擦学行为的研究

1,2
1,2
1,2
1,2*
李剑锋 , 朱真才 , 彭玉兴 , 沈 刚 , 李 翔 1,2
(1. 中国矿业大学 机电工程学院，江苏 徐州 221008;
2. 江苏省矿山机电装备高校重点实验室，江苏 徐州 221116)
摘 要: 采用化学还原法成功制备出NbSe 2 /Ag纳米复合材料，即在NbSe 2 纳米片表面沉积1层纳米Ag颗粒. 采用
UMT-2摩擦磨损试验机以及扫描电子显微镜(SEM)研究了NbSe 2 /Ag纳米复合材料添加到煤矿机械机用润滑油中的
摩擦学行为. 结果表明：相比于纳米Ag颗粒和NbSe 2 ，NbSe 2 /Ag纳米复合材料添加到润滑油中更加有效地改善了润
滑油的润滑承载效果. NbSe 2 /Ag纳米复合材料所表现出最优良的摩擦学行为. 原因主要可能在于4个方面：第一，根
据理论计算得出NbSe 2 、Ag和NbSe 2 /Ag纳米复合材料产生滑移的最大抗剪切强度按从小到大顺序排列为
NbSe 2 /Ag纳米复合材料、Ag、NbSe 2 。NbSe 2 /Ag纳米复合材料抗剪切强度最小，润滑效果最好；第二，NbSe 2 /Ag纳米
复合材料中的NbSe 2 由于纳米Ag负载相比于纯NbSe 2 具有更好的分散性，更利于形成完整均匀的润滑膜；第三，
Ag质软润滑且弹性模量小，NbSe 2 /Ag纳米复合材料受到摩擦热以及剪切作用形成的润滑膜由于Ag的存在提高了脆
性破坏能力，使得润滑膜在摩擦副上硬凸点的刮擦作用下不易破裂；第四，部分纳米Ag球状颗粒可能存在接触界面
上有效的滚动，起到“微轴承”的作用从而降低摩擦系数. 然而，润滑油的润滑效果与所添加的NbSe 2 /Ag纳米复合材
料含量并非呈现正相关关系，而是随着添加含量的增加呈现先降低后增加的趋势，在质量分数为1.5%时，效
果最佳.
关键词: 化学还原技术; NbSe 2 /Ag纳米复合材料; 摩擦学行为; 弹性模量; 微轴承
中图分类号: TG174.44 文献标志码: A 文章编号: 1004-0595(2021)02–0230–13

Preparation of NbSe /Ag Nanocomposite and Its Tribological
2
Behavior as Lubricant Oil Additives for Mining Machinery

1,2 1,2* 1,2 1,2 1,2
LI Jianfeng , ZHU Zhencai , PENG Yuxing , SHEN Gang , LI Xiang
(1. School of Mechanical and Electrical Engineering, China University of Mining and
Technology, Jiangsu Xuzhou 221008, China
2. Jiangsu Mine Electromechanical Equipment Engineering Laboratory, Jiangsu Xuzhou 221116, China)
Abstract: NbSe 2 /Ag nanocomposite i.e. Ag nanoparticles well-dispersed on the surface of NbSe 2 nanosheets, was
successfully prepared by chemical reduction. UMT-2 friction and wear tester and scanning electron microscope were
used to explore the tribological behaviors of NbSe 2 /Ag nanocomposite as a lubricant additive for coal mine machinery.
NbSe 2 /Ag nanocomposite was better lubricating additive than Ag nanoparticles as well as NbSe 2 . The lubricating effect
of NbSe 2 /Ag nanocomposite were attributed to four aspects: Firstly, according to the first simulation calculation of
density functional theory, the order of the maximum shear strength from highest to lowest was NbSe 2 /Ag

Received 17 May 2020, revised 7 July 2020, accepted 13 August 2020, available online 28 March 2021.
*Corresponding author. E-mail: zhuzhencaijs@163.com, Tel: +86-13905204358.
The project was supported by the National Science Foundation for Youth (52005497) and the Priority Academic Program
Development of Jiangsu Higher Education Institutions.
国家青年科学基金项目（52005497）和江苏高校优势学科建设工程项目(PAPD)资助.