Page 91 - 《摩擦学学报》2021年第2期

236 摩 擦 学 学 报 第 41 卷

0.20 1100
(a) Paraffin oil/oleic acid (b)
1000
0.18 1.5% NbSe 2
1.5% Ag 900
Friction coefficient 0.14 Width of wear scar/μm 700
1.5% NbSe 2 /Ag
0.16
800
600
0.12
500
0.10
0.08 400
300
0.06 200
10 15 20 25 30 Paraffin oil NbSe 2 Ag NbSe 2 /Ag
Load/N

Fig. 9 Friction coefficient of pure paraffin oil and 1.5% NbSe 2 ，nano-Ag particles and NbSe 2 /Ag composites as a liquid paraffin base
oil additive oil under different loads (a) and the width of wear scar at the load of 30 N (b)
图 9 液体石蜡油、添加1.5%的NbSe 2 、Ag纳米颗粒以及NbSe 2 /Ag纳米复合材料润滑油在不同载荷下(a)和
在30 N载荷作用的下磨痕宽度(b)

(a) (b) (c)

Ag Se Nb

Fig. 10 Schematic diagram：(a) NbSe 2 ；(b) Ag；(c) NbSe 2 /Ag nanocomposite
图 10 结构示意图：(a) NbSe 2 ；(b) Ag；(c) NbSe 2 /Ag纳米复合材料

子使用了投影增强波函数(PAW)方法 [27-28] . 交换关联 用 下 的 构 型 . 图 13为 计 算 出 的 NbSe 、 Ag和 NbSe /
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2
[27]
势能使用了广义梯度近似(GGA)方法中的PBE泛函 . Ag纳米复合材料的剪切强度-应变关系示意图. 计算
在晶格常数和原子位置优化计算中，波函数动能截断 结果显示，NbSe 、Ag和NbSe /Ag纳米复合材料抵抗
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能量为400 eV. 由于晶胞较大，k点密度使用了3×3×3 剪切力产生滑移的最大剪切力按从小到大顺序排列：
Monkhorst and Pack来进行结构优化以及自由能计算， NbSe /Ag纳米复合材料，Ag，NbSe . 以此可以说明，
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2
[29]
以上k点密度即可达到足够的计算精度 . 在自恰迭 无论是实际试验还是理论计算，得到的结果均显示出
代计算中，能量收敛限为10 eV. 原子位置优化过程 NbSe /Ag纳米复合材料的润滑特性要优于单相Ag和
−5
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中，每个原子受到的最大应力小于0.05 eV/Å. 为了描 NbSe .
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述我们结构的抗剪强度，我们采用了在结构的ab平面 图14为载荷30 N时，纯液体石蜡油、添加1.5%的
施加不同应变率(0.05)的方法，并在优化过程中获得 NbSe 、Ag纳米颗粒以及NbSe /Ag纳米复合材料润滑
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了相应的应力. 本文中选择了Ag和NbSe 晶体结构的 油作用下的45 钢磨损形貌. 由图9(b)和图14可知，纯
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3×3超胞结构，并且建立了NbSe /Ag周期性结构. 图10 液体石蜡油作用下的磨痕最宽约达835.4 μm，且形貌
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为NbSe 、Ag和NbSe /Ag纳米复合材料的结构示意图. 也最粗糙，不仅存在宽深的沟槽，还出现剥落的现象，
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图11为Ag和NbSe 结构在剪切应变的作用下的构型. 说明基盘的磨损最为严重，说明未添加润滑剂的石蜡
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图12为NbSe /Ag纳米复合材料结构在剪切应变的作 油 的 润 滑 承 载 效 果 较 差 . 使 用 单 相 纳 米 润 滑 剂
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