微纳米ZnO在PEG400中的原位合成及其摩擦学性能研究.pdf

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1、2012年11月润滑与密封NOV．2012第37卷第11期LUBRICAT10NENGINEERINGVol

2、37No．1lDOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2012．11．011微纳米ZnO在PECAO0中的原位合成及其摩擦学性能研究李正阳王李波李平李良(河南理工大学材料科学与工程学院河南焦作454000)摘要：采用微波辅助加热原位高温分解的方法制备ZnO微纳米微粒，利用XRD、FESEM分析仪器对其结构形貌进行表征。利用四球摩擦磨损试验机考察ZnO微纳米微粒作为PEG400添加剂

3、的摩擦学行为，并用扫描电子显微镜(SEM)和X一射线光电子能谱(XPS)等现代分析手段对钢球摩擦表面进行分析。结果表明：所制备的ZnO微纳米颗粒平均粒径在0．5—1m之间，是由大量直径在50nm左右的小颗粒组成；其作为润滑添加剂能够明显提高聚乙二醇400的减摩性能，并在低载荷时具有较好的抗磨性能；其摩擦机制为ZnO微纳米颗粒在摩擦过程中在钢球摩擦副表面沉积下来，生成由氧化锌、氧化铁及有机吸附物组成的具有良好摩擦学性能的润滑防护膜，从而改善了PEG400的摩擦学性能。关键词：ZnO微纳米颗粒；微波；PECAO

4、0；摩擦学性能中图分类号：TG356．16文献标识码：A文章编号：0254—0150(2012)11—051—4In—situSynthesisandTribologicalPropertiesofZnOMicro／nanoparticlesinPEG400LiZhengyangWangLiboLiPingLiLiang(InstituteofMaterialScienceandEngineering，HenanPolytechnicUniversity，JiaozuoHenan454000，China)A

5、bstract：TheZnOmicro／nanoparticleswerepreparedusingzincacetateasstartingreactantsviaamicrowave-assistedprocess．ThestructuralandmorphologiesofthesampleswerecharacterizedbyX—raydiffractionandfieldemissionscanningelectronmicroscope．Thetribologicalpropertiesoft

6、hepreparedZnOmicro／nanoparticlesasanadditiveinPEG400wereevaluatedwithafour-balltester．ResultsshowthattheaveragediameterofZnOmicro／nanoparticlesisaround0．5～1m，composedofmanylittlenanoparticleswithdiameterof50nm．Frictionandweal"testsindicatethatZnOmicro／nano

7、parti—clesareabletoincreasethefrictionreductionabilitiesofPEG400．SEMandXPSanalysisindicatesthataboundaryfilmmainlycomposedofZnO，FeOandsomeadsorbedorganiccompoundsisformedduringthefrictionprocess．Thiseontrib-utestoimprovethetribologiealpropertiesofPEG400．Ke

8、ywords：ZnOmiero／nanopartieles；microwave；PECAO0；tribologiealproperty纳米材料由于其不同于宏观材料的独特性能，目CuS、WS2、MoS2等，氧化物如ZnO、TiO2前已在各个领域得到了广泛的研究和应用。在摩擦学等-6]，稀土化合物如La、CeF，等，软金属如领域，纳米材料作为润滑油添加剂或者固体润滑材料cu等¨。纳米材料不同于传统的润滑添加剂，由于也受到了广泛的关注并进行了深入的研究，也已证明具有较高的表面能和化学活性，在摩擦过程中容易沉很多纳

9、米颗粒具有优异的减摩抗磨性能，是一类极具积在金属磨损表面，形成熔点低且易剪切的防护层，潜力的润滑油脂添加剂，其中包含了硫化物如ZnS、而且高活性的纳米材料也容易在磨损表面发生物理化学反应形成具有良好润滑性能的薄膜，因此起到良好的减摩抗磨作用。本文作者研究了ZnO微纳米颗基金项目：中国科学院兰州化物所固体润滑国家重点实验粒的原位制备、结构表征及摩擦学性能，并探讨了其室开放基金项目(0802)；河南理工大学博士基金项