论文部分内容阅读
本学位论文以稻壳为原料,利用混酸剪切以及水热合成法制备出硫氮共掺杂稻壳碳纳米颗粒（S,N-CN）,在UMT摩擦磨损试验机上研究其作为润滑油添加剂的摩擦学性能。随后,共沉淀法制备出二硫化钼和稻壳碳的复合颗粒（RHC/MoS2）,将其作为基础油添加剂,考察了它们对基础润滑油润滑特性的影响;再利用表面改性剂-氨基丙基三甲氧基硅烷对复合颗粒（RHC/MoS2）进行表面改性,改善其在基础油中的分散性,并探究改性后的复合颗粒对润滑油摩擦学性能的影响。借助现代表征手段分别对磨痕表面形貌、生成的化合物进行分析,探究了相关的摩擦磨损机制。硫氮共掺杂稻壳碳纳米颗粒的摩擦学实验结果表明:当S,N-CN添加量为0.1wt%时,润滑油抗磨减摩性能最佳,摩擦系数与磨损率与添加S,N-CN之前相比分别降低了16.6%、75.9%。利用扫描电子显微镜、X射线光电子能谱以及拉曼分析仪等分析仪器对磨痕表面进行表征分析,发现硫氮共掺杂稻壳碳纳米颗粒能够进入摩擦副界面形成一层类石墨结构的保护膜;同时,在摩擦力的作用下硫氮共掺杂稻壳碳纳米颗粒中活性元素易于基体材料发生摩擦化学反应,生成一层金属硫化物薄膜,故起到抗磨减摩的作用。复合颗粒中MoS2具有规整的球形形态,MoS2球形颗粒均匀分布在稻壳碳表面。RHC/MoS2复合颗粒在基础油中摩擦性能结果表明,RHC/MoS2复合颗粒具有比MoS2更为优异的摩擦学性能。利用扫描电子显微镜以及拉曼光谱分析仪等对磨痕表面进行表征分析,复合颗粒中MoS2与RHC具有协同作用,在磨痕表面含有MoS2和RHC的协同润滑膜,故起到很好的抗磨减摩功效。表面改性的RHC/MoS2复合颗粒在基础油中能够长时间稳定分散,其摩擦实验表明结果:ATS改性剂改性后的RHC/MoS2复合颗粒的摩擦学性能优于未改性的复合颗粒。磨损机理归因于ATS能够使复合材料均匀分散于聚乙二醇中,使得RHC/MoS2更好的参与边界润滑膜的形成,减少因颗粒团聚引起的磨损加剧;此外,表面改性阻止了二硫化钼氧化为氧化钼,使得润滑情况得到改善。