表面修飾納米極壓抗磨劑的研制及性能研究.pdf

1、改善材料的摩擦、磨損性能和潤(rùn)滑性能，不僅可以滿足機(jī)械設(shè)備向高速、重載和高精度方向發(fā)展的需要，而且可以延長(zhǎng)機(jī)械設(shè)備的使用壽命，對(duì)節(jié)約資源和環(huán)境保護(hù)意義重大。本論文針對(duì)現(xiàn)有極壓抗磨添加劑產(chǎn)品存在的不足，基于原位摩擦化學(xué)理論，從表面修飾劑的選擇入手，系統(tǒng)開展了材料設(shè)計(jì)、制備與性能評(píng)價(jià)等方面的研究工作。在合成表面修飾劑的基礎(chǔ)上，制備了表面修飾納米硼酸鑭和納米二硫化鉬極壓抗磨添加劑，通過對(duì)其結(jié)構(gòu)表征和極壓抗磨性能的研究，研制出具有抗磨減摩和原位摩

2、擦化學(xué)處理雙重功能的極壓抗磨添加劑硼鉬劑，并進(jìn)行了應(yīng)用研究。
　　以五硫化二磷、十八烷醇、吡啶為主要原料，優(yōu)化了表面修飾劑 PyDDP的制備工藝，合成了本研究所用的表面修飾劑二烷基二硫代磷酸吡啶（PyDDP），對(duì)其產(chǎn)率影響因素和相關(guān)工藝條件進(jìn)行了研究。
　　分別以硬脂酸和PyDDP為表面修飾劑，以硼砂和硝酸鑭為原料，在醇-水混合溶劑中合成了硬脂酸修飾納米硼酸鑭和PyDDP修飾納米硼酸鑭，并優(yōu)化了合成工藝參數(shù)。以 PyDDP為

3、表面修飾劑，以鉬酸鈉、鹽酸羥胺、硫化鈉、稀硫酸為原料，合成了 PyDDP修飾納米 MoS2。采用IR、TG-DTA、XRD等分析方法，對(duì)三種表面修飾納米微粒進(jìn)行了表征，并分析了表面修飾納米硼酸鑭和納米二硫化鉬的形成機(jī)制，結(jié)果表明，所制備的微粒是一種表面為有機(jī)物修飾且存在無機(jī)核的無機(jī)/有機(jī)復(fù)合微粒。采用SEM、EDXA等方法對(duì)鋼球的表面形貌、表面元素進(jìn)行了分析，研究了所制備的三種微粒的摩擦學(xué)機(jī)理。結(jié)果表明，硬脂酸根離子 St-和PyDDP

4、中的DDP-均可與La3+反應(yīng)生成穩(wěn)定的化合物 LaSt3或者 LaDDP3。在摩擦副表面起主要作用的是 La、B、Mo等元素，鑭和硼在基體表面形成復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)膜和滲透層是添加劑具有良好抗磨性能的重要原因。而表面修飾納米二硫化鉬的減摩抗磨機(jī)理主要是將滑動(dòng)摩擦部分轉(zhuǎn)變?yōu)闈L動(dòng)摩擦的“滾珠軸承作用”，因而在添加劑濃度較低的情況下其極壓性能和減摩性性能也比較突出。
　　采用四球?qū)嶒?yàn)研究了所制備三種納米微粒的極壓抗磨性能，研究結(jié)果表明：三

5、種微粒均具有良好的減摩和抗磨性能，可以降低摩擦、減少能量消耗，并可減少磨損、增強(qiáng)材料使用壽命，具有優(yōu)異的節(jié)能環(huán)保特性。硬脂酸修飾納米硼酸鑭與PyDDP修飾納米硼酸鑭相比，后者在較低添加量下即具有較好的抗磨性能；PyDDP修飾納米硼酸鑭與納米 MoS2相比，前者減摩性能較好，而后者抗磨性能較好，為了兼顧減摩和抗磨性能，將兩者按一定比例復(fù)配制成硼鉬劑，研究結(jié)果表明硼鉬劑具有更好的極壓抗磨性能和降低摩擦系數(shù)的功能。
　　以所制備的硼鉬劑