[发明专利]NbSe2

说明书

本发明公开了一种NbSe₂单晶作为电接触固体润滑剂的摩擦学特性研究方法，包括以下步骤，S1：利用NbSe₂单晶制备NbSe₂层；S2：研究NbSe₂层的表层特征；S3：将NbSe₂层作为润滑层，进行往复摩擦磨损实验，研究NbSe₂层摩擦学特性；S4：采用不同的制备方法，重复步骤S1、S2和S3；S5：对不同制备方法制备的NbSe₂层的摩擦学特性进行对比分析。本发明中的研究方法将NbSe₂单晶通过不过制备方法制备成NbSe₂层，进行摩擦磨损实验，通过摩擦学特性的研究，研究NbSe₂单晶直接作为电接触固体润滑剂的最佳使用方法，NbSe₂层的制备方法简单，周期短，无设备要求，且能节约成本。

技术领域

本发明涉及NbSe₂单晶技术领域，尤其涉及NbSe₂单晶作为电接触固体润滑剂的摩擦学特性研究方法。

背景技术

近几年来，高温、低温、高真空、高负载、强辐射等特殊工况条件下的摩擦磨损对工业生产造成了巨大的能源浪费。正确地使用润滑材料，减少特殊工况条件下机械运动系统中与摩擦磨损相关的机械失效引起了人们的关注。最近，石墨烯及其相关的二维纳米材料(如过渡族金属硫化物)凭借其独特的性能尤其是超薄的厚度和独特的二维平面结构成为了近年来材料研究领域的热点之一，并广泛应用于催化、能量储备和电子器件中。然而，石墨烯与二维过渡族金属硫化物在摩擦学领域应用还处于初级阶段。

NbSe₂具有层状结构，导电性能好，其导电性远优于MoS₂，但其润滑性较MoS₂的差。因此，NbSe₂可以作为金属基(如银基等) 自润滑电接触材料的固体润滑相之一使用，提高电接触材料的综合性能。但与MoS₂等层状固体润滑剂一样，NbSe₂的加入带来“固体溶剂效应”和分散性差等问题，并对自润滑电接触材料的力学性能(弹性、强度)有不利的影响，成为国际上公认的难题(松永正久，固体润滑手册，机械工业出版社。1986)。

最新的研究结果表明：从耐磨寿命来看，颗粒型金属基自润滑电接触材料的微观结构的调控无法满足剪切不稳定性的要求。采用物理气相沉积制备的NbSe₂薄膜，对设备要求较高，工艺复杂，摩擦学性能有待于进一步提高(刘金玉等。Ti过渡层对NbSe₂薄膜润滑-导电性能的影响，摩擦学学报，2018，38：635-644)。NbSe₂纳米材料有较好的摩擦学性能，但制备方法对设备的要求较高，产量较低(李长生等。纳米NbSe₂-Cu复合材料的摩擦磨损性能研究，矿业工程，2008，28：79-82)。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明旨在提供一种NbSe₂单晶作为电接触固体润滑剂的摩擦学特性研究方法，采用不同的制备方法，将 NbSe₂单晶制备成NbSe₂层，研究NbSe₂层的摩擦学特性，为NbSe₂单晶作为电接触固定润滑剂的研究奠定基础。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

NbSe₂单晶作为电接触固体润滑剂的摩擦学特性研究方法，其特征在于，包括以下步骤，

S1：利用NbSe₂单晶在铜基体表面制备NbSe₂层；

S2：研究NbSe₂层的表层特征；

S3：将NbSe₂层作为润滑层，进行往复摩擦磨损实验，研究NbSe₂层的摩擦学特性；