纳米过渡金属硫化物微粒在摩擦学中的应用

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 纳米过渡金属硫化物微粒在摩擦学 中的应用 之间的摩擦磨损行为，随着纳米尺度的 技术研究手段不断涌现，人们对纳米材 料的研究更加深入，同时高新技术的发 展对摩擦提出了更高的要求，推动了摩 擦学的进展，纳米摩擦学成为顺应时代 发展的前沿学科。纳米硫化物由于其良 好的摩擦性能成为一项重要分支。 一、纳米微粒在摩擦领域的应用 纳米微粒指尺寸在 1-100nm 的特 殊材料，强度大、硬度大，能够在磨损 表面沉积，进而减少或防止磨损的产生。 目前不同的纳米材料在摩擦的领域已经 取得了优异的成果。 （一）金属微粒。目前 Cu 和 Ni -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 等金属已经发现在石蜡中具有良好的减 摩性能，能够显著降低摩擦系数和磨斑， 其作用机理是由于金属微粒能够在摩擦 表面沉积的物理作用而非化学反应，沉 积的金属不易脱落，能够起到良好的减 摩抗磨作用。进一步将 Cu 金属加入到 润滑油中，其润滑性能提高十倍左右。 （二）金属氧化物。 TiO2、ZrO2 、Al2O3 等。氧化物除了单 独使用外，两种配合物也可以复合使用， 例如纳米 CeO2 和 TiO2 两种微粒同时 添加在润滑油中产生优异的润滑性能， CeO2 微粒的增加可以适当减少 TiO2 的 使用。 二、纳米过渡金属硫化物的主要 性能特点 过渡金属指 Mo、W 两种金属， 过渡金属本身具有密度大、熔点高、延 展性好等优点，与 S、Se 形成的硫化物 为密排六方结构，变形小，熔点高，是 一种优质的固体润滑剂。 纳米 WS2 微粒稳定性好、使用 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 温域宽、承载高负荷，添加在润滑油中 能够有效降低磨斑和摩擦系数，达到减 磨抗摩的效果。采用不同的制备方法能 够合成性能差异的纳米 WS2 微粒，通 过不断地研究探索，开发修饰剂对纳米 WS2 微粒表面进行修饰，能够提高其与 基础油的配伍性，改善稳定性，提升纳 米 WS2 的性能，进而扩大应用范围。 进一步的研究发现，当负荷较低时起润 滑作用的主要是有机分子，负荷增大后 起作用的转变为熔融态的纳米粒子，在 摩擦表面形成一层润滑膜，减少了摩擦 表面的磨损。 纳米 MoS2 作为一种应用广泛的 纳米润滑油添加剂，由于其硫元素对于 金属的吸附作用，使 MoS2 在高温高压 下依然能够有效的吸附在摩擦表面， MoS2 的粒径越小，表面积越大，润滑 性能越好，这也是纳米 MoS2 与普通 MoS2 的区别，因此 MoS2 的超细化研 究成为重要的研究方向。经过 DDP（二 烷基二硫代磷酸）修饰的纳米 MoS2 LB -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 膜具有显著的润滑作用，LB 膜在摩擦 过程中发生化学反应，起到良好的抗磨 性能。 三、过渡金属硫化物的发展方向 （一）微观机理的研究。虽然人 们已经在摩擦的微观机理上进行了大量 的探究，目前形成的机理主要是“轴承” 理论、 “膜”理论、 “自修复”理论，但是由 于摩擦实验的不可观测性，很多机理仍 旧需要更加深入的实验验证。 （二）提高金属硫化物微粒的稳 定性以及分散性。由于重力作用纳米微 粒本身容易在油类物质中发生团聚，团 聚后的微粒不但不具有润滑作用，反而 会加剧磨损的产生，如果对微粒表面进 行改性修饰，能够明显改善纳米微粒在 润滑油中的分散稳定性，提升润滑剂的 性能。 （三）高效、环保、经济的制备 方法。以 WS2 为例，目前 WS2 纳米微 粒的制备方法主要分为物理法和化学法， 物理法是指将块状的二硫化钨经过粉碎 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 细化制备出纳米 WS2，这种方法操作简 单，但是设备要求严格，粒径不易掌控， 容易出现粒径不均，实现大规模工业化 的生产存在一定的条件限制。化学法是 通过化学反应将原料转变，制备出二硫 化钨纳米微粒。化学法粒径容易控制， 但是工艺流程比较复杂。目前规模化制 备我纳米微粒的