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《河南大学》 2001年
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表面修饰杂多酸盐纳米微粒的制备及摩擦学性能研究

孙磊  
【摘要】:本论文合成了表面修饰杂多酸盐纳米微粒,考察了它们的摩擦学性能, 提出了其润滑作用机理。 本论文主要完成了以下几个方面的研究内容: 1. 季铰盐修饰(NH4)3PMo12O40纳米微粒的合成、结构表征及摩擦 学性能研究 在醇-水混合溶剂中采用表面修饰法,合成了季铰盐修饰的 (NH4)3PMo12O40纳米微粒,提出了它们的形成机理。在氯仿、苯、甲苯、液 体石蜡等溶剂中检验了微粒的分散性,采用透射电子显微镜(TEM)、X射 线粉末衍射仪(XRD)、傅立叶红外光谱仪(FTIR)和热分析系统(DSC&TG) 等多种现代分析手段对微粒的形貌、结构及热性能进行了表征。结果表明: 纳米微粒表面存在疏水基团,使得其在非水介质和润滑基础油中有良好的分 散性。所得微粒粒径细小,平均粒径约20 nm,颗粒大小分布均匀。 (NH4)3PMo12O40纳米核具有Keggin结构,纳米核在约300℃左右分解。在 四球试验机上考察了它们的摩擦学性能,发现季铰盐修饰(NH4)3PMo12O40纳 米微粒在中低负荷下具有良好的抗磨性能和一定的减摩作用,可明显提高液 体石蜡的承载力。通过与修饰剂摩擦学性能的对比,发现季铵盐修饰 (NH4)3PMo12O40纳米微粒的抗磨作用主要来自(NH4)3PMo12O40纳米核本身。 以扫描电子显微镜(SEM),X射线光电子能谱仪(XPS)等对摩擦表面进行 了分析,提出了季铵盐修饰(NH4)3PMo12O40纳米微粒的润滑作用机理是在摩 IV 一 河南大学分析化学专业九八级硕十学位论文:孙磊 擦过程中生成了含有Fezos,田H4)zMozov及r 丫等物质的边界润滑膜。 2.硬脂酸修饰田伍)3PM12O40纳米微粒的合成、结构表征及摩擦 学性能研究 在水-醇混合溶剂中采用表面修饰法合成了硬脂酸修饰的则H4h。 纳米微粒。形貌和结构分析表明:硬脂酸修饰州H4)3PMolZO40纳米微粒平均 粒径约匕 Illll,粒度分布均匀。而未修饰peH43PMO12O4。微粒易团聚,粒径 在微米量级。表面修饰层的存在改善了纳米微粒与有机介质的相容性。摩擦 学性能测试表明,在中低负荷下,硬脂酸修饰po’----*h。纳米微粒具有 优良的减摩抗磨性能,这是因为表面修饰层对无机纳米核的摩擦学性能有增 效作用。通过摩擦表面分析,推测在摩擦过程中纳米微粒分解并发生摩擦化 学作用,生成了含有Fe。Oh则H4hMOZO,及MoO。等物质的边界润滑膜,从 而起到了良好的润滑作用。
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