無(wú)機(jī)類富勒烯二硫化鉬的制備及其復(fù)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(yīng)用背景，對(duì)具有良好環(huán)境穩(wěn)定性的固體潤(rùn)滑劑無(wú)機(jī)類富勒烯二硫化鉬的合成方法、鋼基體上的鎳基復(fù)合鍍層的制備工藝及其摩擦磨損性能進(jìn)行了研究，并討論了無(wú)機(jī)類富勒烯二硫化鉬的形成機(jī)理及其在復(fù)合鍍層摩擦磨損中的作用機(jī)制。 通過(guò)添加分散劑聚乙二醇，采用簡(jiǎn)單的化學(xué)沉淀法先獲得了非晶球狀前驅(qū)體三硫化鉬，將前驅(qū)體在900℃下用氫氣脫硫并保溫8h結(jié)晶，制備了無(wú)機(jī)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(duì)顆粒的微觀結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行了觀察表征，考察了分散劑、脫硫溫度和保溫時(shí)間對(duì)IF-MoS2形成的影響。通過(guò)添加分散劑，防止了球狀前驅(qū)體在高溫脫硫階段的團(tuán)聚現(xiàn)象，得到的MoS2顆粒粒徑隨分散劑量的增加而減?。幻摿驎r(shí)，隨著溫度和保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，MoS2顆粒的結(jié)晶度提高，但顆粒大小和形狀保持不變，直到過(guò)熱時(shí)大部分顆粒會(huì)轉(zhuǎn)變成層狀結(jié)構(gòu)的MoS2。 利

3、用化學(xué)共沉積法在鋼基體上制備了Ni-P-(IF-MoS2)復(fù)合鍍層，在400℃下真空處理2h。采用X射線衍射分析了復(fù)合鍍層退火前后的組織結(jié)構(gòu)變化，光學(xué)顯微鏡測(cè)量了復(fù)合鍍層的厚度，掃描電子顯微鏡對(duì)復(fù)合鍍層的表面形貌進(jìn)行了觀察，利用質(zhì)量法估算了IF-MoS2納米顆粒在復(fù)合鍍層中的體積分?jǐn)?shù)。復(fù)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(fù)合鍍層的沉積速率逐漸提高；復(fù)合鍍層中IF-MoS2顆粒的體積分?jǐn)?shù)也隨鍍液中

4、IF-MoS2濃度的增加而提高，并逐漸趨于飽和；經(jīng)退火處理后，鍍層由非晶態(tài)轉(zhuǎn)變成晶態(tài)，伴有Ni3P硬質(zhì)相產(chǎn)生；復(fù)合鍍層表面相對(duì)較光滑，IF-MoS2納米顆粒在鍍層中分散良好，并均勻嵌入在復(fù)合鍍層中。 用維氏硬度計(jì)和涂層附著力自動(dòng)劃痕儀分別測(cè)試了化學(xué)沉積Ni-P-(IF-MoS2)復(fù)合鍍層的硬度和結(jié)合力，用銷-盤式摩擦試驗(yàn)儀和球-盤式微摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)評(píng)估了復(fù)合鍍層的滑動(dòng)摩擦性能，并采用掃描電子顯微鏡觀察了復(fù)合鍍層的表面磨損形貌。實(shí)

5、驗(yàn)結(jié)果表明：復(fù)合鍍層的硬度較高，與基體的結(jié)合力良好，硬度隨鍍層中IF-MoS2納米顆粒體積分?jǐn)?shù)的增加而提高；復(fù)合鍍層摩擦系數(shù)和磨損率也較小，并隨IF-MoS2納米顆粒體積分?jǐn)?shù)的增加而降低；與Ni-P-(2H-MoS2)復(fù)合鍍層相比較，Ni-P-(IF-MoS2)復(fù)合鍍層具有更好的摩擦磨損性能和環(huán)境穩(wěn)定性。說(shuō)明IF-MoS2納米顆粒在復(fù)合鍍層中的均勻分布對(duì)鍍層起到了強(qiáng)化作用，提高了鍍層的硬度，同時(shí)由于其特殊的形狀和結(jié)構(gòu)，具有良好的環(huán)境穩(wěn)定