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(rùn)滑材料具有較長(zhǎng)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(rùn)滑油添加劑使用易團(tuán)聚，而傳統(tǒng)的修飾劑又大都含有對(duì)機(jī)器本身或者環(huán)境有危害的元素。因此，以文獻(xiàn)調(diào)研為基礎(chǔ)并基于實(shí)驗(yàn)室自身?xiàng)l件，首先我們?cè)O(shè)計(jì)并合成出了新型修飾劑，并以其為修飾劑采用對(duì)納米微粒進(jìn)行原位表面修飾的技術(shù)，通過(guò)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(duì)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(jī)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(xiàn)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(jī)物。通過(guò)對(duì)Triton進(jìn)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(gè)巰基。采用水熱法通過(guò)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(guò)XRD對(duì)制備的納米微粒進(jìn)行了物相分析表明制備的納米微粒是一種無(wú)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(jī)層。采用XPS檢測(cè)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(jī)理。結(jié)果表明:所制備的納米MoS2微粒屬于高度無(wú)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(wàn)能摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)測(cè)試的摩擦學(xué)結(jié)果說(shuō)明修飾劑L自身具有一定的摩擦學(xué)性能，添加經(jīng)過(guò)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(duì)磨斑表面的分析表明，MoS2納米微粒在對(duì)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(jī)基團(tuán)，在立式萬(wàn)能摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上考察了添加納米微粒后潤(rùn)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(jī)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(zhǎng)期穩(wěn)定分散。將合成的納米MoS2添加進(jìn)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(wú)論修飾劑還是其修飾的MoS2添加進(jìn)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(tuán)和酯類油中的功能團(tuán)在摩擦副表面形成了競(jìng)爭(zhēng)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(duì)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(jì)了在Cu納米微粒核的外表包覆一層無(wú)機(jī)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(guò)升溫?zé)峤饧姿徙~，希望得到Cu/MoS2結(jié)構(gòu)的材料。通過(guò)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