表面修饰FeS纳米微粒的研究(I)--合成及表征

采用表面修饰的方法,以双十八烷基二硫代磷酸盐(DDP)为表面修饰剂,制备了双十八烷氧基二硫代磷酸(DDP)表面修饰的FeS纳米微粒.采用TEM,DSC,XRD和FT-IR对表面修饰FeS纳米微粒进行结构分析.结果表明表面修饰FeS纳米微粒是由DDP表面修饰层和FeS纳米核心所构成,微粒尺寸在4～6 nm之间.DDP表面修饰FeS纳米微粒在氯仿、苯和甲苯等有机溶剂中都具有良好的分散性.     

表面修饰FeS纳米微粒的研究（Ⅰ）——合成及表征

采用表面修饰的方法，以双十八烷基二硫代磷酸盐（DDP）为表面修饰剂，制备了双十八烷氧基二硫代磷酸（DDP）表面修饰的FeS纳米微粒。采用TEM，DSC，XRD和FT-IR对表面修饰FeS纳米微粒进行结构分析。结果表明：表面修饰FeS纳米微粒是由DDP表面修饰层和FeS纳米核心所构成，微粒尺寸在4—6nm之间。DDP表面修饰FeS纳米微粒在氯仿、苯和甲苯等有机溶剂中都具有良好的分散性。     

表面修饰ZrO2纳米颗粒对液体石蜡抗磨性能的影响

采用原位修饰方法制备了双烷基二硫代磷酸盐(DDP)表面修饰的ZrO2纳米颗粒,利用四球摩擦磨损试验机考察了ZrO2/DDP复合纳米微粒用于添加剂的摩擦学行为。用扫描电子显微镜(SEM)和能量散射谱仪(EDS)观察、分析了磨斑表面形貌,并探讨了复合纳米微粒添加剂的润滑作用机制。摩擦磨损结果表明,ZrO2/DDP复合纳米微粒添加剂具有优良的抗磨损性能,能显著提高液体石蜡的失效载荷;表面分析结果表明,在摩擦过程中ZrO2/DDP复合纳米微粒聚集在边界润滑膜中,对磨损表面起到修复作用。     

MoS2的表面修饰与摩擦学性能研究

分别用油酸（OA）、司班-60（Span-60）、十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）-二烷基二硫代磷酸吡啶盐（Py-DDP）对MoS2纳米微粒进行表面修饰，考察了修饰后微粒的形貌、在液体石蜡中的分散稳定性和润滑性能，并采用四球摩擦磨损机测试了其摩擦学性能。结果表明，选用不同修饰剂所得到的修饰MoS2纳米微粒的稳定性和摩擦学性能均有不同程度的提高，其中以CTAB—PyDDP修饰MoS2纳米微粒的分散稳定性更佳，摩擦学性能最好。     

修饰剂对ZnS纳米粒子摩擦学性能的影响研究

合成了粒径约为3nm的二-十六烷基二硫代磷酸（DDP）修饰ZnS纳米粒子和油酸（OA）修饰ZnS纳米粒子,并分别用四球摩擦磨损试验机考察了它们作为润滑油添加剂的摩擦学行为。结果表明,二者都能起到良好的抗磨效果,油酸修饰ZnS纳米粒子作为润滑油添加剂能够明显降低摩擦因数,而DDP修饰ZnS纳米粒子反而使摩擦因数略有升高。     

修饰剂对PbO纳米粒子摩擦学性能的影响

用化学方法分别合成了表面为二-十六烷基二硫代磷酸（DDP）单分子层修饰的PbO纳米粒子和油酸（OA）单分子层修饰的PbO纳米粒子,用透射电子显微镜（TEM）表征了它们的形貌,并用四球摩擦磨损试验机比较了它们作为润滑油添加剂的摩擦学行为.结果表明,两种PbO纳米粒子的平均粒径都约为5 nm,且都能起到良好的抗磨效果,由于修饰剂的影响,油酸修饰PbO纳米粒子作为润滑油添加剂能够明显降低摩擦因数,而DDP修饰PbO纳米粒子却不能降低基础油的摩擦因数.     

表面修饰SiO2纳米微粒作为液体石蜡添加剂抗磨性能的研究

用原位表面修饰法合成了异辛酸修饰SiO2纳米微粒，利用四球摩擦磨损试验机考察了SiO2纳米微粒作为液体石蜡添加剂的摩擦学行为。用扫描电子显微镜（SEM）和X射线光电子能谱仪（XPS）对钢球磨损表面进行了分析。试验结果表明，SiO2纳米微粒作为液体石蜡添加剂具有良好的抗磨损性能，能显著提高液体石蜡的失效载荷；表面修饰SiO2纳米微粒在摩擦过程中发生了摩擦化学反应，形成了含SiO2及有机分解产物等组分的复合边界润滑膜，从而表现出良好的抗磨性和较高的承载能力。     

表面修饰Ag2S纳米微粒的热稳定性能及摩擦学行为研究

采用有机化合物表面修饰法在溶液中原位合成了DDP（二烷氧基二硫代磷酸吡啶法）修饰的Ag2S纳米微粒，该纳米核的粒径小，具有与块体Ag2S相同的晶体结构，表面修饰层的存在能够有效抑制Ag2S纳米核的氧化且使其在有机介质和液体石蜡油中具有良好的分散性，采用多种手段分析表征了DDP修饰Ag2S纳米微粒的结构、热稳定性能和摩擦学性能。结果表明，经表面修饰的Ag2S纳米微粒具有较好的减摩抗磨性能，可显著提高基础油的失效负荷，是一种新型的润滑油抗磨添加剂。     

二烷基二硫代磷酸修饰纳米CdS微粒的合成及其摩擦学性能研究

合成了二烷基二硫代磷酸(DDP)修饰的CdS纳米微粒,用透射电子显微镜和电子衍射对其形貌和晶体结构作了观察分析,通过四球试验考察了它在润滑油中的摩擦学行为.结果表明:DDP修饰CdS纳米微粒的粒径大都在3～5 nm之间,其在液体石蜡中在极低的添加量下即具有良好的抗磨效果.     

修饰的纳米铜粒子在聚α烯烃合成油中的摩擦学性能

采用SRV摩擦磨损试验机考察了二烃基二硫代磷酸盐（DDP）修饰的纳米铜粒子在聚α烯烃合成油中的抗磨减摩性能,并用扫描电子显微镜观察了磨斑表面的形貌。结果表明,DDP修饰的纳米铜粒子作为添加剂提高了摩擦副的承载能力和抗磨减摩性能,同时磨斑表面更加光滑平整。     

水溶性LaF3纳米颗粒的制备及其摩擦学行为研究

以柠檬酸为修饰剂在水溶液中合成表面修饰LaF3纳米微粒,通过X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TG-DTA)、激光粒度分布仪、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)等测试手段对其结构和形貌进行表征;采用四球摩擦磨损试验机考察LaF3纳米微粒作为添加剂时的摩擦学行为;采用X射线光电子能谱仪(XPS)分析钢球磨损表面的元素组成。结果表明,柠檬酸修饰的LaF3纳米微粒,平均粒径约为4 nm;LaF3纳米微粒在水中的分散性良好,作为水基添加剂,在摩擦过程中可在钢摩擦副表面的形成由Fe2O3、La2O3等为主要组成部分的边界润滑膜,因此表现出极好的抗磨减摩性能,具有很好的应用前景。     

生物法制备的纳米FeS颗粒的减摩性能研究

采用从电镀污泥中分离的一种厌氧杆菌制备FeS纳米微粒;通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对其成分、形态及粒径进行表征;采用面-面接触形式在MM-W1立式万能摩擦磨损试验机上研究纳米FeS颗粒作为润滑油添加剂在10W-40发动机油中的减摩性能;基于SEM和二次离子质谱(SIMS)对磨损表面的形貌及成分分析,讨论纳米FeS颗粒作为润滑油添加剂的减摩机制。结果表明:微生物法制备的非定型结构的FeS球状颗粒直径在50~100nm之间;添加纳米FeS可使10W-40发动机油的摩擦因数下降43.7%~77.5%。推测是由于摩擦过程中纳米FeS吸附于摩擦副表面阻碍摩擦副的直接接触,并且形成具有持续减摩作用的减摩层。     

纳米ZnS粒子作为润滑油添加剂摩擦学性能研究

采用均匀沉淀法制备了硬脂酸修饰的纳米ZnS粒子,用四球摩擦磨损试验机考察了其作为润滑油添加剂的摩擦学性能,并用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪对磨斑进行了表面分析.结果表明:在一定添加量范围内,硬脂酸修饰的纳米ZnS粒子可明显改善基础油的摩擦学性能;在摩擦过程中,纳米ZnS粒子在摩擦表面的沉积和通过摩擦化学反应生成的化学反应膜,显著提高了基础油的抗磨减摩性能.     

硬脂酸修饰Sn纳米微粒的制备及摩擦学性能

为研究固体润滑剂软金属Sn作为润滑添加剂的摩擦学性能,采用原位表面修饰液相化学还原的方法制备了硬脂酸修饰Sn纳米微粒。通过XRD,TEM,FT-IR等分析手段对其形貌和结构进行了表征,在四球摩擦磨损试验机上考察了硬脂酸修饰Sn纳米微粒作为液体石蜡添加剂在不同添加量和不同施加载荷下的摩擦学性能。结果表明,所制备的纳米微粒具有四方晶型Sn的晶体结构,粒径细小,平均粒径5~10 nm,有机修饰层的存在能防止Sn纳米微粒被氧化。硬脂酸修饰Sn纳米微粒在中低负荷下作为润滑油添加剂具有良好的减摩抗磨性能,并且能够提高基础油液体石蜡的承载力。     

修饰ZnS纳米粒子的减摩抗磨性能研究

利用SRV摩擦磨损试验机考察了粒径约为4nm的二烷基二硫代磷酸（DDP）修饰ZnS纳米粒子作为润滑油添加剂的磨擦学性能，并采用XPS对其摩擦表面进行了研究。结果表明：添加修饰ZnS纳米粒子在摩擦过程中会发生摩擦化学反应，形成一层边界润滑膜，该膜可有效提高十四烷的减摩抗磨和承载能力。     

表面修饰Bi纳米微粒的制备及摩擦学性能

为研究低熔点金属纳米微粒作为润滑油抗磨添加剂的摩擦学性能,采用原位表面修饰液相化学还原的方法,制备了硬脂酸修饰B i纳米微粒,通过XRD,TEM,FT-IR等分析手段对其形貌和结构进行了表征,在四球摩擦磨损试验机上考察了所制备表面修饰B i纳米微粒添加在液体石蜡中的减摩抗磨性能。结果表明,所合成的纳米微粒具有斜方晶型B i的晶体结构,平均粒径10~20 nm,分散好,颗粒之间无团聚现象,有机修饰层的存在防止了B i纳米微粒的氧化。硬脂酸修饰B i纳米微粒在中低负荷下作为润滑油添加剂具有良好的减摩性能和较好的抗磨性。     

油润滑条件下有机物修饰纳米铜颗粒改善铁基摩擦副摩擦磨损的研究

在球盘式摩擦磨损试验机上考察了有机物修饰的纳米铜颗粒作为50CC润滑油添加剂的摩擦学性能;采用SEM和EDS分析了磨损表面形貌和表面膜元素组成。探讨了纳米铜颗粒的摩擦学作用机制：结果表明：有机物修饰的纳米铜颗粒作为添加剂能显著改善50CC润滑油的抗磨减摩性能,含0．05％纳米铜油样润滑下的摩擦因数与磨损量同基础油润滑下相比分别降低了27．6％与60％。分析后认为,纳米铜颗粒通过对摩擦表面进行修复及在摩擦表面成膜两种作用有效地改善了摩擦磨损性能。     

聚乙二醇黄原酸修饰水溶性铜纳米微粒的制备及其摩擦学性能研究

采用聚乙二醇黄原酸为修饰剂,通过原位表面修饰技术制备得到粒径分布均匀,在水溶液中具有良好分散性及稳定性的铜纳米微粒。将所得聚乙二醇黄原酸修饰铜纳米微粒作为水基添加剂考察其抗腐蚀性能及摩擦学性能。结果表明:聚乙二醇黄原酸修饰铜微粒的加入有效提高了水基润滑剂的承载能力和极压性能,当铜微粒的质量分数为2%时,水基润滑剂的最大无卡咬负荷和烧结负荷分别增加到了274 N和7 840 N;同时聚乙二醇黄原酸修饰铜纳米微粒还可有效提高水基润滑剂的抗腐蚀性能。对磨斑表面进行的EDS及XPS表征显示,磨斑表面形成了含有铜及Fe S的边界润滑膜,该润滑膜能有效减少或避免摩擦表面直接的钢/钢接触,降低摩擦接触压,明显提升水基润滑剂的摩擦学性能。     

含纳米SiO_2液体石蜡润滑下FeS固体润滑复合层的摩擦学性能

采用离子氮碳共渗与离子渗硫复合处理技术在45#钢表面形成FeS固体润滑复合层,在摩擦磨损试验机上考察其在含0.1%(质量分数)纳米SiO2液体石蜡润滑下的摩擦学性能。结果表明:制备的FeS固体润滑复合层表面微纳米量级的硫化物颗粒与微纳孔隙分布均匀,其相组成主要为FeS、FeS2和Fe3N;在0.1%纳米SiO2液体石蜡润滑下,复合层与纳米SiO2添加剂产生协同作用,磨损表面形成了由硫化物、硫酸盐、氮化物等组成的化学反应膜,使FeS固体润滑复合层表面摩擦因数最低,始终保持在0.08左右,体积磨损量最小,比未渗表面(摩擦6min)降低了96%,比渗硫表面和氮碳共渗表面分别降低了89%和22%。     

粒径对油溶性Cu纳米颗粒抗磨性能的影响

用两相法合成了表面为双正十二烷氧基二硫代磷酸(DDP)修饰的Cu纳米颗粒,通过改变反应物的添加比例有效控制了Cu纳米颗粒的粒径,并利用四球摩擦磨损试验机考察了DDP修饰Cu纳米颗粒作为润滑油添加剂的抗磨性能。结果表明,所制备的Cu纳米颗粒粒径越小,其作为润滑油添加剂的抗磨性能越好。