Page 90 - 《摩擦学学报》2021年第2期

第 2 期 李剑锋, 等: NbSe 2 /Ag纳米复合材料的制备及其作为煤矿机械机用润滑油添加剂摩擦学行为的研究 235

(a) Ag 3d (b) 3d 5/2
Ag 3d

3d 3/2
Counts/s Counts/s

Nb 3d
Se 3d

0 200 400 600 800 1 000 1 200 1 400 362 364 366 368 370 372 374 376 378 380
Binding energy/eV Binding energy/eV

(c) 3d 5/2 (d)
Nb 3d Se 3d
3d 3/2
3d 3/2 3d 5/2
Counts/s Counts/s

204 206 208 210 212 214 50 52 54 56 58 60 62
Binding energy/eV Binding energy/eV

Fig. 7 XPS spectra of NbSe 2 /Ag：(a) Survey spectrum (b) Ag 3d；(c) Nb 3d；(d) Se 3d
图 7 NbSe 2 /Ag纳米复合材料XPS元素价态图：(a)全图；(b) Ag 3d；(c) Nb 3d；(d) Se 3d

0.13 较小，因此摩擦系数缓慢增加. 然而，在高载荷作用
0.5% NbSe 2 /Ag
0.12 下，摩擦副表面的凸点嵌入磨损面较深，且剪切力较
1.0% NbSe 2 /Ag
0.11 1.5% NbSe 2 /Ag 大，使得润滑膜遭受的破坏程度较严重，因此摩擦系
Friction coefficient 0.09 数增加幅度较大. 而当NbSe /Ag纳米复合材料的含量
2.0% NbSe 2 /Ag
0.10
2
达到一定值时，使形成的润滑膜较厚不易被破坏，从
0.08
而使得摩擦系数变化幅度不大. NbSe /Ag纳米复合材
2
0.07
料添加质量分数为2.0%时，摩擦系数不降反升，这可
0.06
能是受润滑油黏度的影响或者是存在一些NbSe 未被
2
0.05
10 15 20 25 30 纳米Ag颗粒紧密包裹，从而导致NbSe 发生团聚所致.
2
Load/N
为了比较NbSe 、Ag纳米颗粒和NbSe /Ag纳米复
2 2
Fig. 8 The friction coefficient of 0.5%，1.0%，1.5% and 2.0%
合材料的摩擦学性能. 将液体石蜡油分别添加1.5%
NbSe 2 /Ag nanocomposites as a liquid paraffin base oil additive
oil under different loads 的NbSe 、Ag纳米颗粒和NbSe /Ag纳米复合材料并进
2
2
图 8 0.5%、1.0%、1.5% and 2.0% NbSe 2 /Ag复合材料作液 行随载荷变化的摩擦磨损试验，数据在图9中给出. 由
体石蜡基础油添加剂的油样的摩擦系数随载荷的变化图
图9可知，添加了1.5%NbSe 、Ag纳米颗粒和NbSe /
2
2
Ag纳米复合材料的润滑油所表现出的摩擦系数均低
米复合材料对液体石蜡油的改性效果减弱. 而添加质
于纯石蜡基础油，说明NbSe 、Ag纳米颗粒和NbSe /
2
2
量分数为1.5% NbSe /Ag的纳米复合材料的润滑油，
2 Ag复合材料均能有效提升纯油的润滑承载效果，而
其摩擦系数随载荷的增加缓慢增加，后逐渐趋于稳定.
NbSe /Ag纳米复合材料的作用效果最为突出. 为了进
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这可能是因为当NbSe /Ag纳米复合材料含量较低时， 一步研究NbSe /Ag纳米复合材料的摩擦学行为，对
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2
在磨损过程中产生的润滑膜较薄不稳定或者是不连 NbSe /Ag纳米复合材料、NbSe 以及Ag的剪切强度做
2
2
续，在低载荷作用下摩擦副表面的凸点嵌入磨损面 了理论计算，该计算方法如下：本工作基于密度泛函
浅，产生的剪切力较小，使得润滑膜遭受的破坏程度 理论第一性模拟计算对材料模拟计算. 其中，内层电