mos2纳米复合材料填充改性pc的摩擦学性能研究

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1、学校代码10530学号201510161700分类号TH117.3密级公开硕士学位论文MoS2纳米复合材料填充改性PC的摩擦学性能研究学位申请人胡旭指导教师谭援强教授学院名称机械工程学院学科专业工程硕士（机械工程领域）研究方向数字化设计与制造二0一八年六月StudyontheTribologicalPropertiesofModificationPolycarbonateFilledwithMoS2NanocompositesCandidateHuXuSupervisorProf.TanYuanqiangCollegeSchoolofM

2、echanicalEngineeringProgramMechanicalEngineeringSpecializationDigitalDesignandManufacturingDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateJune,2018湘潭大学硕士学位论文摘要聚碳酸酯（PC）是一种高性能、耐高温的通用工程塑料，其应用范围越来越广泛。为了提高PC的力学性能和摩擦学性能，在PC塑料基体中加入滑石粉（Talc）、不同形状和尺寸颗粒的MoS2和Talc-MoS2纳米复

3、合物。本文采用水热合成法制备了纳米MoS2，使用化学沉降的方法制备了Talc-MoS2纳米复合物。采用热压成型技术制备了金属基上覆盖PC聚合物的三层自润滑滑动轴承复合材料。文章具体成果在新纳米材料合成的创新、自润滑滑动轴承的研发和机械摩擦学等方面具有一定的现实意义和科研价值。使用SEM、XRD、Raman对制备的MoS2及其复合物进行了表征。MoS2成功包覆在大颗粒Talc的表面，形成了一层MoS2润滑包覆层。此外，MoS2的形态得到了调控，包覆的MoS2形态更加整齐并且没有明显的团聚现象。从SEM和EDS图中可以得知，制备的MoS2纳

4、米球的尺寸在100nm左右。使用显微硬度计、万能拉伸试验机、热重分析仪对改性后的PC复合材料的力学和热学性能进行了表征。添加Talc、MoS2和Talc-MoS2纳米复合物均能提高PC塑料的硬度，但是微米尺寸Talc和MoS2的效果更好，可能是微米尺寸的添加剂有利于减少PC塑料中的应力集中。同时微米尺寸的Talc和MoS2对PC塑料拉伸性能的减小也远小于纳米MoS2。最后通过测试PC复合材料的TGA性能得知，添加纳米尺寸的MoS2，能提高PC塑料的热分解温度，增加PC塑料的热稳定性。使用SEM、EDS和3D形貌仪对摩擦试验后的磨痕进行了

5、表征，添加不同添加剂对改性PC塑料后的摩擦学性能也不相同。Talc在减摩上有明显的效果，但是在抗磨上的效果要小于MoS2，而纳米的MoS2润滑性能更好，抗磨减摩效果分别提高了50.8%和54.5%。对于Talc-MoS2复合物而言，抗磨减摩效果分别提高了40.1%和60.3%，大颗粒的Talc起到承载载荷的作用，而纳米MoS2则起到了滑动和形成转移膜的作用，两者的协同机制进一步提高了PC塑料的润滑性能。关键词：聚碳酸酯；MoS2；聚合物改性；摩擦与磨损I湘潭大学硕士学位论文AbstractPolycarbonate(PC)isauniv

6、ersalengineeringplasticwithhigh-performanceandthermostability,andtheapplicationrangeofPCplasticismoreandmorewidely.Talc,MoS2-whichwithdifferentshapesandsizesandTalc-MoS2nano-compositesareaddedintothePC’plasticsubstratetoimprovePC’smechanicalandtribologicalproperties.Wese

7、paratelyadoptedhydrothermalsynthesisandchemicalprecipitationtopreparenano-MoS2andTalc-MoS2nano-composites.Wealsoadoptedhotbriquettingtechniquetopreparethree-layerself-lubricatedplainbearingcompositematerials.whichcoveredwithPCpolymeronametalsubstrate.Thisworkpresentscert

8、aininnovativeandresearchvalueintheinnovationofnewnanomaterialssynthesis,thedevelopmentofself-lubricatin