Nb1-xWxSe2的制备及其摩擦学性能研究

　　通过W 掺杂固相合成Nb1- xWxSe2，采用X 射线衍射、扫描电镜、透射电子显微镜分析了样品中的相成分、微观形貌和元素成分；结果表明随着W 掺杂量的增加，其形貌有较大的不同：形貌由规则的微米六方片转变为不规则纳米片和纳米带的混合，且其晶向的相对强度也随W 掺杂量的不同发生一定改变。将Nb1- xWxSe2 作为润滑油添加剂添加到基础油中，使用UMT- 2 型摩擦磨损试验机对其摩擦学性能进行测试，并对摩擦机理进行了解释。结果表明：NbSe2 六方片作为润滑油添加剂具有良好的减摩抗磨性能，且掺杂W 后的Nb1- xWxSe2 作为润滑油添加剂的摩擦性能要优于纯的NbSe2，其中以W 掺杂量为3%时的Nb1- xWxSe2，其含量为5%( 质量比) 时的油样摩擦性能最佳，并提出其减摩机理。

　　自1992 年Tenne 等首次发现层状的半导体WS2 能够形成类似碳纳米管的无机富勒烯结构后，过渡族金属硫族化合物MX 2( M= Nb，Mo，W，Ta；X= Se，S) 作为良好的固体润滑剂其得到了广泛研究。MX 2 属于密排六方结构，具有与石墨类似的层状结构，层间非金属原子通过较弱的范德华力结合，层内的金属原子与非金属原子通过共价键结合，层间具有较低的剪切强度，这样造成层间易于滑移，使其能作为良好的固体润滑剂。同时因为能提高承润滑油载能力、降低摩擦，MX 2 作为润滑油添加剂得到研究者们的关注。掺杂能改变原有物质的电导性、光催化及机械性能，在不改变其晶体结构下使其能优于原物质的性能；其次掺杂能降低成本，如用一些价格便宜的金属掺杂达到了降低成本的目的，有利于商业生产；掺杂改变晶体生长习性，从而得到与掺杂前物质的形貌不同的新颖形貌，使其具有新的性能或使其某些性能得到加强。

　　固相反应具有生产周期短，反应工艺简单、对环境无污染、产物纯度高、形貌均一等优点得到广泛使用。因此在此背景下本文使用固相法制备Nb1- xWx Se2 并研究了掺杂量对形貌的影响提出其机理。

结论

　　(1) 采用固相反应制备出不同形貌的W 掺杂的Nb1-xWxSe2。

　　(2)W掺杂量为3% 时能得到较好的掺杂效果。

　　(3) 提出Nb1-xWxSe2不同形貌的生长机制。

　　(4)Nb1-xWxSe2作为润滑油添加剂有良好的润滑抗磨减摩性能，其中以W掺杂量为3%的Nb1-xWxSe2的含量为5%时摩擦性能最佳，并提出其减摩机理。