水溶性三氟化鑭及其復合納米微粒的制備和摩擦學行為研究.pdf

1、利用原位表面修飾方法制備了水溶性稀土納米微粒;采用X射線衍射儀(XRD)、高分辨透射電鏡(HRTEM)及傅立葉變換紅外光譜儀(FTIR)分析了稀土納米顆粒的形貌和結構;采用摩擦磨損試驗機考察了所制備的稀土納米顆粒的摩擦學性能,采用掃描電鏡(SEM)和X射線光電子能譜儀(XPS)分析了磨斑表面形貌和元素組成;并探討了稀土納米微粒的抗磨減摩機理。本文主要研究內容和結果如下:
　　(1)檸檬酸修飾水溶性三氟化鑭納米微粒的制備及其摩擦學行

2、為研究。
　　以檸檬酸為修飾劑,在水溶液中合成了表面修飾LaF3納米微粒;采用XRD、FTIR、TEM分析了產(chǎn)物的相組成、化學結構、微觀形貌,采用激光粒度分布儀測定了其粒度分布,采用熱重分析儀(TG-DTA)測定了其熱穩(wěn)定性。與此同時,采用四球摩擦磨損試驗機考察了表面修飾LaF3納米微粒作為水基添加劑的摩擦學行為,采用SEM和XPS分析了鋼球磨損表面形貌和元素組成。結果表明,檸檬酸修飾LaF3納米微粒的平均粒徑約為4nm,在水中的

3、分散性良好;且其作為水基添加劑可在磨損表面形成主要由Fe2O3和La2O3等組成的邊界潤滑膜,表現(xiàn)出優(yōu)良的抗磨減摩性能。
　　(2)OP衍生物修飾水溶性三氟化鑭納米微粒的制備及其摩擦學行為研究。
　　以乳化劑OP-10和OP-20為原料,制備了OP衍生物DTP-10和DTP-20;進而采用原位表面修飾法制備了水溶性三氟化鑭納米微粒(分別記為LaDTP-10和 LaDTP-20);采用XRD、TEM、FTIR分析了LaDTP-

4、10和LaDTP-20納米微粒的相組成、形貌、化學結構,采用四球摩擦磨損試驗機考察了其對水的摩擦學性能的影響,并采用SEM和XPS分析了鋼球磨損表面形貌和元素組成。結果表明,所制備的LaDTP-10和LaDTP-20納米微粒在水中的分散性良好,平均粒徑分別為19.6nm和8.5nm。與此同時,這兩種納米微粒在水中均表現(xiàn)出良好的抗磨減摩性能和極壓承載性能。這是由于其在磨斑表面形成以三氟化鑭、氧化鑭、硫酸鹽、磷酸鹽、硫化物為主的邊界潤滑膜所

5、致。
　　(3)水溶性三氟化鑭納米微粒的一步法合成及其摩擦學行為研究。
　　以氫氧化鑭和氫氟酸為原料,以OP衍生物DTP-10為修飾劑,利用一步法在水溶液中制備了三氟化鑭納米微粒;采用TEM、XRD、FTIR分析了產(chǎn)物的相組成、形貌、化學結構,利用四球摩擦磨損試驗機考察了其作為水基添加劑的摩擦學性能。結果表明:所制備的三氟化鑭納米微粒粒徑小,在水中具有良好的分散性,作為水基添加劑具有良好的抗磨減摩性能。
　　(4)水溶

6、性LaF3/Fe3O4復合納米微粒的制備及其摩擦學行為研究。
　　以硝酸鑭和氟化鈉為原料、檸檬酸為修飾劑,利用原位表面修飾法制備了水溶性LaF3/Fe3O4復合納米微粒;采用XRD、TEM、FTIR分析了產(chǎn)物的相組成、微觀形貌、化學結構,采用熱重分析儀測定了其熱穩(wěn)定性;采用四球摩擦磨損試驗機測定了其摩擦學性能。結果表明,所制備的LaF3/Fe3O4復合納米微粒具有良好的水分散性和摩擦學性能,作為添加劑可顯著提高純水的抗磨減摩性能。