MoS2及其復(fù)合納米微粒的制備與摩擦學(xué)性能研究.pdf

1、MoS2作為固體潤滑材料具有較長的使用歷史，但是其容易受到空氣和濕度等的影響。MoS2由于自身結(jié)構(gòu)限制，容易堆疊，作為潤滑油添加劑使用易團聚，而傳統(tǒng)的修飾劑又大都含有對機器本身或者環(huán)境有危害的元素。因此，以文獻調(diào)研為基礎(chǔ)并基于實驗室自身條件，首先我們設(shè)計并合成出了新型修飾劑，并以其為修飾劑采用對納米微粒進行原位表面修飾的技術(shù)，通過調(diào)節(jié)影響納米微粒大小和結(jié)構(gòu)形貌等因素。制備出了能在基礎(chǔ)油中穩(wěn)定分散的MoS2和Cu/MoS2納米微粒，研究了

2、納米微粒的添加濃度對摩擦學(xué)性能的影響，初步分析了納米微粒在其中所起作用的可能機理。本文的主要內(nèi)容和研究結(jié)構(gòu)如下:
　　1.Triton X-100衍生物的制備及其修飾MoS2納米微粒的制備和摩擦學(xué)性能研究
　　文獻研究表明Triton X-100是一種自身具有一定摩擦學(xué)性能的有機物。通過對Triton進行接枝和還原等步驟，可以得到能與基礎(chǔ)油形成良好互溶的修飾劑L，L為一種雙齒型的修飾劑端基為兩個巰基。采用水熱法通過調(diào)節(jié)修飾劑

3、L和Mo源的不同比例可以得到能在基礎(chǔ)油中穩(wěn)定分散的MoS2納米微粒。通過XRD對制備的納米微粒進行了物相分析表明制備的納米微粒是一種無定型結(jié)構(gòu)的材料，用激光拉曼光譜儀（Raman）具體分析了其結(jié)構(gòu)，以XPS分析了其元素組成，又采用紅外光譜儀表征了納米微粒的表面有機層。采用XPS檢測了鋼球磨斑表面的化學(xué)元素狀態(tài)，初步淺析了MoS2納米微粒的作用及其與摩擦副作用的機理。結(jié)果表明:所制備的納米MoS2微粒屬于高度無序和低堆疊的狀態(tài)，能夠穩(wěn)定分

4、散在基礎(chǔ)油中。以立式萬能摩擦磨損試驗機測試的摩擦學(xué)結(jié)果說明修飾劑L自身具有一定的摩擦學(xué)性能，添加經(jīng)過L修飾的MoS2納米微粒后相比純基礎(chǔ)油，抗磨性能提高了24.1％，減摩性能提高了3.9％。對磨斑表面的分析表明，MoS2納米微粒在對偶接觸面間起到了不僅僅是避免了面間接觸而且能夠形成化學(xué)轉(zhuǎn)移膜。
　　2.油酸油胺修飾MoS2納米微粒的制備及其摩擦學(xué)性能研究
　　以油胺(OAm)和油酸(OA)為修飾劑，采用原位表面修飾的方法，以

5、含S和Mo的四硫代鉬酸銨(ATTM)為前驅(qū)體，采用一步熱解ATTM的方法制備出了原位表面修飾的MoS2納米微粒。借助XRD分析了納米微粒的物相，HRTEM分析了油酸油胺修飾MoS2納米微粒的形貌、結(jié)構(gòu)和粒徑尺寸大小，F(xiàn)TIR分析了納米微粒的表面有機基團，在立式萬能摩擦磨損試驗機上考察了添加納米微粒后潤滑油的摩擦學(xué)性能，利用XPS分析了鋼球磨斑表面的化學(xué)元素狀態(tài)和元素含量，淺析了MoS2納米微粒所起的作用和機理。結(jié)果表明，合成了粒徑均一的

6、單分散MoS2納米微粒;所制備的納米MoS2平均粒徑在10 nm左右，在LP、PAO和酯類油中均能長期穩(wěn)定分散。將合成的納米MoS2添加進礦物油LP、聚α烯烴和酯類油中，MoS2均能起到較好的減摩抗磨效果;而無論修飾劑還是其修飾的MoS2添加進酯類油中之后，其摩擦學(xué)性能均不如在礦物油和聚α烯烴中的表現(xiàn)，可認(rèn)為是由于油酸油胺的功能團和酯類油中的功能團在摩擦副表面形成了競爭性的吸附。
　　3.Cu/MoS2納米微粒的合成及其摩擦學(xué)性能

7、研究
　　針對銅納米微粒也容易受到空氣影響，在潮濕環(huán)境中易被氧化成銅的氧化物的性質(zhì)，設(shè)計了在Cu納米微粒核的外表包覆一層無機物以隔絕空氣和水分等能使Cu氧化的因素。同樣是采用原位表面修飾技術(shù)，先制備出了油酸油胺修飾的MoS2，再與油酸油胺中溶解的甲酸銅充分混合。通過升溫?zé)峤饧姿徙~，希望得到Cu/MoS2結(jié)構(gòu)的材料。通過XRD、FEI-SEM和EDX等表明制備的納米微粒其中有MoS2的存在，也有Cu的存在?？赡苁怯捎贑u納米微粒粒徑