納米鉬酸鑭鈉的制備及其摩擦學(xué)性能研究.pdf

1、潤滑油能減少設(shè)備運轉(zhuǎn)過程中的能源損耗,降低由于磨損而導(dǎo)致的機械零件失效,對國民經(jīng)濟的發(fā)展具有重要意義。潤滑油添加劑則是潤滑油的精髓,而極壓抗磨劑是其中最重要的一種。它能影響金屬表面的物理、化學(xué)性質(zhì),降低摩擦磨損,增加極壓性能,抑制腐蝕等。稀土元素以其獨特的物理化學(xué)性質(zhì),在潤滑油添加劑研究領(lǐng)域受到越來越多的關(guān)注。有研究表明含有鑭系元素潤滑油添加劑具有良好的抗磨性能,具有很大的應(yīng)用前景。
　　 本文致力于作為潤滑油添加劑的鉬酸鑭鈉的

2、合成及其摩擦學(xué)性能的研究工作,運用簡單的制備方法,合成了環(huán)境友好、具有一定的減磨性能的鉬酸鑭鈉,詳細(xì)討論了合成路線,研究了其做潤滑油添加劑的摩擦學(xué)性能,討論了抗磨減摩性能作用機理。以鉬酸鈉(Na2MoO4·2H2O),氯化鑭(LaCl3·7H2O)為原料,并添加聚乙烯醇分散,采用沉淀法輔以超聲分散,制備了鉬酸鑭鈉,并用FT-IR、XRD、SEM對其結(jié)構(gòu)和形貌進行了表征和分析。結(jié)果表明,產(chǎn)物的純度高,平均粒徑為50～60nm左右。研究了制

3、備過程中各種實驗因素對產(chǎn)品的影響,優(yōu)化了制備工藝。結(jié)果表明,分散劑的加入,使微粒的的粒徑更為均勻、細(xì)小,易于分散于基礎(chǔ)油中。以油酸為表面改性劑,探討了油酸、乙醇、水的比例對改性體系穩(wěn)定性的影響,最終按油酸:乙醇:水=5:8:12配制改性液,獲得修飾的樣品在液體石蠟中分散性良好,放置7天仍無沉淀。探討了油酸對鉬酸鑭鈉的修飾機理,分析認(rèn)為,修飾機理不是簡單的物理吸附作用,而是鉬酸鑭鈉表面的羥基與油酸發(fā)生化學(xué)鍵合作用,并伴有電子轉(zhuǎn)移。用FT-

4、IR、XRD、SEM對其結(jié)構(gòu)和形貌進行了表征和分析,結(jié)果表明,與修飾前相比,粒徑及形貌沒有顯著的變化,但微粒表面有機層的存在,使粒徑分布均勻,更易分散于基礎(chǔ)油中。在MRS-10A型四球摩擦實驗機上測試了添加表面修飾的鉬酸鑭鈉的油樣的摩擦學(xué)性能,結(jié)果表明,添加劑的加入可以提高基礎(chǔ)油的減磨性能,使磨斑直徑降低18％左右。以SEM分析摩擦面的形貌及元素,與基礎(chǔ)油相比,表面修飾鉬酸鑭鈉的加入使磨痕更為平整,并在摩面上檢測到了抗磨元素La、Mo的

5、存在,分析正是由于鉬酸鑭鈉的獨特性質(zhì),使油樣提高了減摩性能。
　　 本文以鉬酸鈉和氯化鑭為原料,配制了表面活性劑(司班80+吐溫80)-環(huán)己烷-正丁醇-鉬酸鈉溶液、表面活性劑(司班80+吐溫80)-環(huán)己烷-正丁醇-氯化鑭溶液的微乳反應(yīng)體系,成功制備了鉬酸鑭鈉微粒?？疾炝薙pan80、Tween80復(fù)配表面活性劑的比例值不同(Span80/Tween80=3/7,Span80/Tween80=3/5)、助表面活性劑的種類(正丁醇,

6、正己醇)、油相的種類(環(huán)己烷、正庚烷)對微乳區(qū)域的影響。并研究了分別以氯化鑭溶液、鉬酸鈉溶液為分散相的微乳體系的相行為。采用最佳組合(Span80/Tween80=3/5,S/AS=2/1,環(huán)己烷,正丁醇)配制了反應(yīng)物氯化鑭、鉬酸鈉的微乳液,制備得鉬酸鑭鈉并用油酸進行了表面修飾。將其添加到液體石蠟中測試減摩效果,結(jié)果表明,添加0.5wt.％表面修飾的NaLa(MoO4)2,就可以使磨斑直徑(WSD)降低19％,分析認(rèn)為原因在于其微粒能夠