棒状纳米结构WSe2的合成及摩擦学性能研究.pdf

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1、2012年11月润滑与密封NOV．2012第37卷第11期LUBRICATIONENGINEERINGVo1．37No．11DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2012．11．003棒状纳米结构WSe2的合成及摩擦学性能研究刘艳清张静吴钰涵杨景海李长生阎永胜(1．吉林师范大学功能材料物理与化学教育部重点实验室吉林四平136000；2．江苏大学江苏镇江212013)摘要：将w粉和se粉按一定比例混合并经高能球磨、压片后，在Ar气氛中加热固相反应，得到棒状纳米结构的WSe。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM

2、)和透射电子显微镜(TEM、HRTEM)分析WSe纳米棒的组成、微观形貌和组织形态；利用UMT一2摩擦试验机考察WSe纳米棒作为GYT130液体基础油添加剂的摩擦磨损性能。结果表明，产物WSe为纳米棒状结构，纳米棒平均直径在100nm以下，最小棒直径为6nm，具有层状结构和良好的结晶性。在2N载荷、150r／min转速条件下，质量分数7％的WSe纳米棒作为GYT130基础油添加剂能够使摩擦因数降低近50％，45钢试样磨痕宽度降低53％。关键词：固相反应；纳米结构；润滑油添加剂；摩擦；磨损中图分类号：TH117文献标识码：A文章编号：0254

3、—0150(2012)11—012—5SynthesisandTribologicalPropertiesofClub-shapedWSe，NanostructuresLiuYanqingZhangJingWuYuhanYangJinghaiLiChangshengYanYongsheng(1．KeyLaboratoryofFunctionalMaterialsPhysicsandChemistryoftheMinistryofEducation，JilinNormalUniversity，SipingJilin136000，China；2

4、．JiangsuUniversity，ZhenjiangJiangsu212013，China)Abstract：Club-shapedWSe2nanostructuresof6nmdiameterswerepreparedviasolidstatereactionwiththetungstenandseleniumpowdersinAratmosphereafterhighenergyballmilling．ThemicrostructurewascharacterizedbyX—raydif-fractmeter，TEM，andHRTE

5、M．ThetribologicalpropertiesofWSe2nanostructuresasadditivesinGYT130baseoilwerein-vestigatedbyUMT-2multispecimentribotester．Undertheloadof2Nandspeedof150r／min，thefrictioncoeficientandtheweal"seal"widthof45steelsamplearereducedby50％and53％separatelywhenlubricatedbytheGYT130bas

6、eoilcontaining7％WSe2nanostructures．Keywords：solidstatereaction；nanostructues；lubricantadditives；friction；weal"近年来，人们针对纳米材料在润滑油添加剂领域倍，使油耗量降低1／2～1／3“J。过渡族金属二硒的应用进行了大量研究，发现纳米材料作为润滑油添化物MSe2(M为Mo、W，Ta，Ti，Zr，Nb)具备类加剂能够显著提高基础油的摩擦磨损性能。其似MoS：和WS：的层状结构，但在真空中的蒸发率比中，过渡金属硫化物MS(M为Mo、W，T

7、a，Ti，硫化物小，并具有良好的耐热性，使其在摩擦领域逐Zr，Nb)已成为研究热点之一。研究发现，在润渐成为研究热点引。近年来，科学家们采用不同方滑油中加入少量的IF．WS，纳米材料能够显著改善材法制备出了二硒化物材料。但目前大多数方法料的摩擦学性能，可以使汽车发动机寿命提高5～6都引进了H：或H2se等具有危险性或对环境有污染的气体，为此，寻找一种安全、尽可能减少环境污染的方法成为研究者们追求的目标。本文作者采用固相反基金项目：国家高技术研究发展计划(863计划，应方法，在无H或H：se等危险气体存在的条件下得2009AA03Z303)；

8、国家自然科学基金项目(61178074)；吉林省到了棒状纳米结构的WSe，并研究了WSe：纳米结构科技发展计划项目(201115218)；江苏省自然科学基金项目作为润滑油添加剂的