無機類富勒烯二硫化鉬的制備及其復合鍍層的摩擦磨損性能.pdf

1、本文以金屬表面低摩擦和高耐磨性能的材料為應用背景，對具有良好環(huán)境穩(wěn)定性的固體潤滑劑無機類富勒烯二硫化鉬的合成方法、鋼基體上的鎳基復合鍍層的制備工藝及其摩擦磨損性能進行了研究，并討論了無機類富勒烯二硫化鉬的形成機理及其在復合鍍層摩擦磨損中的作用機制。 通過添加分散劑聚乙二醇，采用簡單的化學沉淀法先獲得了非晶球狀前驅體三硫化鉬，將前驅體在900℃下用氫氣脫硫并保溫8h結晶，制備了無機類富勒烯二硫化鉬(IF-MoS2)納米顆粒。利用X

2、射線衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、高分辨透射電子顯微鏡(HRTEM)和粒度分析儀對顆粒的微觀結構和形貌進行了觀察表征，考察了分散劑、脫硫溫度和保溫時間對IF-MoS2形成的影響。通過添加分散劑，防止了球狀前驅體在高溫脫硫階段的團聚現象，得到的MoS2顆粒粒徑隨分散劑量的增加而減??；脫硫時，隨著溫度和保溫時間的延長，MoS2顆粒的結晶度提高，但顆粒大小和形狀保持不變，直到過熱時大部分顆粒會轉變成層狀結構的MoS2。 利

3、用化學共沉積法在鋼基體上制備了Ni-P-(IF-MoS2)復合鍍層，在400℃下真空處理2h。采用X射線衍射分析了復合鍍層退火前后的組織結構變化，光學顯微鏡測量了復合鍍層的厚度，掃描電子顯微鏡對復合鍍層的表面形貌進行了觀察，利用質量法估算了IF-MoS2納米顆粒在復合鍍層中的體積分數。復合鍍層的沉積速率比純鎳鍍層的沉積速率高，且隨鍍液中IF-MoS2濃度的增加，復合鍍層的沉積速率逐漸提高；復合鍍層中IF-MoS2顆粒的體積分數也隨鍍液中

4、IF-MoS2濃度的增加而提高，并逐漸趨于飽和；經退火處理后，鍍層由非晶態(tài)轉變成晶態(tài)，伴有Ni3P硬質相產生；復合鍍層表面相對較光滑，IF-MoS2納米顆粒在鍍層中分散良好，并均勻嵌入在復合鍍層中。 用維氏硬度計和涂層附著力自動劃痕儀分別測試了化學沉積Ni-P-(IF-MoS2)復合鍍層的硬度和結合力，用銷-盤式摩擦試驗儀和球-盤式微摩擦磨損試驗機評估了復合鍍層的滑動摩擦性能，并采用掃描電子顯微鏡觀察了復合鍍層的表面磨損形貌。實

5、驗結果表明：復合鍍層的硬度較高，與基體的結合力良好，硬度隨鍍層中IF-MoS2納米顆粒體積分數的增加而提高；復合鍍層摩擦系數和磨損率也較小，并隨IF-MoS2納米顆粒體積分數的增加而降低；與Ni-P-(2H-MoS2)復合鍍層相比較，Ni-P-(IF-MoS2)復合鍍層具有更好的摩擦磨損性能和環(huán)境穩(wěn)定性。說明IF-MoS2納米顆粒在復合鍍層中的均勻分布對鍍層起到了強化作用，提高了鍍層的硬度，同時由于其特殊的形狀和結構，具有良好的環(huán)境穩(wěn)定