w掺杂nbse2及其cu基复合材料摩擦学性能研究

本文利用固相合成法制备w掺杂的nbse2,且以nb1-xwxse2为固体润滑相,cu为基体相,通过粉末冶金的方法制备出不同质量百分比含量的nb1-xwxse2/cu基复合材料。利用xrd、sem、tem测试手段分析了样品中的相成分、微观形貌,采用电阻率检测仪、材料试验机和排水法测试块体样品的电阻率、硬度和密度,并用摩擦磨损试验机对其摩擦磨损性能进行评价。结果表明随着w掺杂量的增加,nb1-xwxse2的形貌由规则的微米六方片转变为纳米片和纳米带的混合,掺杂对电阻率影响不大。随着nb1-xwxse2添加量的增加,nb1-xwxse2/cu基复合材料的电阻率缓慢升高,摩擦系数呈现不同规律变化。当nb1-xwxse2中w掺杂量x=0且其添加质量为10%时,nbse2/cu基复合材料体系拥有最佳摩擦磨损性能,摩擦系数为0.15,磨痕平滑且宽度较窄。当nb1-xwxse2中w掺杂量x=3%且nb0.97w0.03se2的添加质量为5%时,nb0.97w0.03se2/cu基复合材料拥有最佳摩擦磨损性能,摩擦系数为0.17,磨痕更加平滑且磨痕浅。这是由于nb0.97w0.03se2中同时均匀存在纳米带和纳米片,它们互相缠绕在一起,在复合材料中纳米片起到润滑成膜的作用,纳米带类似于鸟巢中的草屑和树枝,起到了增强增韧的作用,促使材料的力学和摩擦学性能同时提高。