油溶性二硫化鎢及其復(fù)合納米微粒的制備與寬溫域摩擦學(xué)行為研究

油溶性二硫化鎢及其復(fù)合納米微粒的制備與寬溫域摩擦學(xué)行為研究

摘要：

二硫化鎢是一種常見的固體潤滑劑，在高溫高壓等苛刻工況下具有良好的摩擦學(xué)性能。然而，由于其在常溫下不溶于多數(shù)有機(jī)溶劑，限制了其應(yīng)用范圍。為了克服這一局限性，本研究采用水熱合成的方法制備了油溶性二硫化鎢以及其復(fù)合納米微粒。通過表征研究了油溶性二硫化鎢的微觀形貌、晶體結(jié)構(gòu)和熱穩(wěn)定性，并利用納米復(fù)合材料的摩擦測(cè)試評(píng)估其摩擦學(xué)性能。研究結(jié)果表明，油溶性二硫化鎢及其復(fù)合納米微粒具有良好的熱穩(wěn)定性和摩擦學(xué)性能，適用于寬溫域的工況。

關(guān)鍵詞：二硫化鎢；油溶性；納米復(fù)合微粒；摩擦學(xué)性能；熱穩(wěn)定性

引言：

在摩擦副中應(yīng)用潤滑劑能夠有效地減少摩擦系數(shù)和磨損，提高機(jī)械系統(tǒng)的工作效率和壽命。二硫化鎢是一種常用的固體潤滑劑，具有優(yōu)秀的摩擦學(xué)性能，尤其是在高溫高壓等極端環(huán)境下表現(xiàn)出色。然而，由于其在常溫下不溶于多數(shù)有機(jī)溶劑，限制了其在寬溫域下的應(yīng)用范圍。尋找一種方法來提高二硫化鎢的可溶性并改進(jìn)其摩擦學(xué)性能成為重要課題。

實(shí)驗(yàn)方法：

本研究采用水熱法合成了油溶性二硫化鎢及其復(fù)合納米微粒。首先，在水溶液中加入硫酸銨和鎢酸銨兩種原料，經(jīng)過適當(dāng)?shù)恼{(diào)整pH值和溫度，形成沉淀物。接著，將得到的沉淀置于有機(jī)溶劑中，利用超聲波輔助分散和表面活性劑包覆的方法，得到了二硫化鎢的油溶性納米顆粒。

結(jié)果與討論：

對(duì)所制備的油溶性二硫化鎢及其復(fù)合納米微粒進(jìn)行了表征。掃描電子顯微鏡（SEM）觀察顯示，二硫化鎢微粒呈現(xiàn)球狀結(jié)構(gòu)，平均粒徑約為100nm。透射電子顯微鏡（TEM）分析驗(yàn)證了納米顆粒的形態(tài)和尺寸。X射線衍射（XRD）結(jié)果顯示，二硫化鎢晶體結(jié)構(gòu)具有明顯的（002）晶面峰，符合二硫化鎢典型的層狀結(jié)構(gòu)。熱重分析（TGA）表明，油溶性二硫化鎢具有良好的熱穩(wěn)定性，能滿足高溫工況下的要求。

進(jìn)一步利用納米復(fù)合材料的摩擦測(cè)試評(píng)估了油溶性二硫化鎢的摩擦學(xué)性能。結(jié)果顯示，在寬溫域下，油溶性二硫化鎢及其復(fù)合納米微粒均具有較低的摩擦系數(shù)。此外，摩擦學(xué)性能的改善還體現(xiàn)在磨損率的降低和抗氧化性的增強(qiáng)。復(fù)合納米微粒的引入進(jìn)一步改善了摩擦學(xué)性能，使其適用于更為苛刻的工況。

結(jié)論：

本研究成功制備了油溶性二硫化鎢及其復(fù)合納米微粒，并研究了其微觀形貌、晶體結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性以及摩擦學(xué)性能。結(jié)果表明，油溶性二硫化鎢及其復(fù)合納米微粒具有良好的熱穩(wěn)定性和摩擦學(xué)性能，在寬溫域的工況下顯示出潛力。這一研究成果為改進(jìn)潤滑劑的性能和擴(kuò)展其應(yīng)用范圍提供了新的思路和方法。

綜上所述，本研究成功制備了油溶性二硫化鎢及其復(fù)合納米微粒，并對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)的表征和摩擦學(xué)性能評(píng)估。油溶性二硫化鎢表現(xiàn)出良好的熱穩(wěn)定性和摩擦學(xué)性能，在寬溫域的工況下展現(xiàn)出潛力。復(fù)合納米微粒的引入進(jìn)一步改善了摩擦學(xué)性能，使其適用于更為苛刻的工況。這一研究成果為改進(jìn)潤滑劑的