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层状结构的过渡金属硫、硒化物MX2(M=Mo、W、Nb、Ta;X=S、Se)作为固体润滑剂,得到了广泛应用。但由于其晶体边缘不饱和的悬挂键具有化学活性,在摩擦过程中容易黏附到金属表面和被氧化,使其摩擦学性能急剧降低,这种现象在潮湿的气氛中尤其严重。而独特闭合结构的MX2(M=Mo、W、Nb、Ta;X=S、Se)纳米材料(纳米颗粒、纳米线、纳米管/束),结构上消除了悬挂键的存在,提高了化学稳定性,对降低摩擦磨损具有重要意义,在摩擦学上将有广阔的应用前景。本文主要对过渡族金属硫、硒化物MX2(M=Mo、W、Nb、Ta;X=S、Se)型纳米材料的制备工艺和摩擦学性能等问题进行了初步探索。主要研究内容包括:(1)以多孔氧化铝为模板,在氧化铝纳米孔洞中生成WS2和MoS2纳米管。用单质S粉分别和Nb、Ta金属粉末在密封石英管内加热,通过固相反应合成了大量NbS2和TaS2纳米线(束)。对所合成的纳米材料分别用TEM、SEM、EDS、XRD等测试手段进行表面形貌和结构成分的表征。另外,用直接热分解钼酸铵盐的方法得到了板状纳米结构-MoS2。(2)将单质Se粉分别和Mo、W金属粉末密封在石英管内,在高温箱式炉中加热,通过固相反应合成了大量的MoSe2和WSe2纳米片。将单质Se粉分别与W、Nb金属粉末在高能球磨机内进行球磨,然后在管式炉内加热,在Ar和N2混合气氛下反应生成了大量的WSe2、NbSe2纳米线和纳米富勒烯颗粒。对所合成的纳米材料分别用TEM、SEM、EDS、XRD等方法进行了结构、形貌和成分的测试和表征。(3)分别以NbS2和WSe2为例,对一维硫化物和零维硒化物纳米材料的生长过程及影响其结晶生长的环境因素,如反应温度、保温时间、降温速率、气体流量、过硒系数等反应条件进行了简单讨论,并对一维MX2纳米材料的生长机制给出了合理解释。(4)用原子力显微镜(AFM)的侧向力模式(LFM)评价了MoS2和WS2管状结构的纳米摩擦学行为。将NbS2、TaS2纳米线作为润滑油添加剂,在MS-T3000摩擦磨损试验机上进行了摩擦性能测试。将MoSe2纳米片、WSe2和NbSe2纳米颗粒分别作为润滑油添加剂,添加在不同的基础油中,在UMT-2多功能摩擦试验机上进行了不同条件、不同运动形式的摩擦学试验,对硒化物纳米材料的摩擦学行为进行了初步探讨。(5)通过对添加MX2纳米级固体添加剂的润滑油的摩擦性能试验,初步探讨了含有MX2纳米级固体添加剂的润滑油的摩擦机制,其优异的摩擦性能可能归结于MX2纳米材料独特的闭合结构,润滑膜机制和填充条件修复机制。