二维WS2纳米片的规模化可控制备及其摩擦学性能

以微米级WS₂为原料、异丙醇为剥离介质,通过超声辅助液相剥离、液相级联离心和固液分离的策略制备二维WS₂纳米片,采用X射线衍射仪、拉曼光谱仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、热重-差示扫描量热联用分析仪等对二维WS₂纳米片的微观结构、形貌和热稳定性进行表征。借助四球摩擦磨损试验机考察二维WS₂纳米片作为锂基润滑脂添加剂的极压、减摩和抗磨性能,利用电子显微镜对钢球磨斑表面进行分析。结果表明,实现了不同片径二维WS₂纳米片的规模化制备,且所制备的样品晶型无破坏、晶格完整,具有较好的热稳定性;二维WS₂纳米片的片径对锂基润滑脂的摩擦学性能有显著影响,随着片径减小,其极压、减摩和抗磨性能均明显提升;当WS₂-3纳米片质量分数添加量为2.0%时,最大无卡咬负荷和烧结负荷较锂基脂分别提升63.3%和86.1%,摩擦系数和磨斑直径减小19.3%和34%。