水溶性LaF3纳米颗粒的制备及其摩擦学行为研究.pdf

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1、2012年5月润滑与密封Mav2012第37卷第5期LUBRICATIONENGINEERINGVol_37No．5DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2012．05．01l水溶性LaF纳米颗粒的制备及其摩擦学行为研究张杰朱保利侯延超杨广彬张晟卯张平余张治军(1．河南大学特种功能材料教育部重点实验室河南开封475001；2．中国石化润滑油郑州分公司河南郑州450001)摘要：以柠檬酸为修饰剂在水溶液中合成表面修饰La纳米微粒，通过X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(F?IR)、热重分析(TG

2、—DTA)、激光粒度分布仪、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)等测试手段对其结构和形貌进行表征；采用四球摩擦磨损试验机考察LaF，纳米微粒作为添加剂时的摩擦学行为；采用x射线光电子能谱仪(XPS)分析钢球磨损表面的元素组成。结果表明，柠檬酸修饰的LaF纳米微粒，平均粒径约为4nm；LaF。纳米微粒在水中的分散性良好，作为水基添加剂，在摩擦过程中可在钢摩擦副表面的形成由Fe：O、LaO，等为主要组成部分的边界润滑膜，因此表现出极好的抗磨减摩性能，具有很好的应用前景。关键词：三氟化镧；纳米微粒；摩擦学性

3、能；表面修饰中图分类号：TH117．1文献标识码：A文章编号：0254—0150(2012)5—048—4PreparationofWater—solubleLaF3NanoparticlesandStudyonItsTribologicalPropertiesZhangJieZhuBaoliHouYanchaoYangGuanflbinZhangShengmaoZhangPingyuZhangZhijun(1．KeyLaboratoryofMinistryofEducationforSpecialFunctional

4、Materials，HenanUniversity，KaifengHenan475001，China；2．LubricantCompanySinopecCorp，ZhengzhouHenan450001，China)Abstract：Thewater—solubleLaF3nanoparticlesmodifiedbycitricacidweresynthesized．TheirmorphologyandstructurewerecharacterizedbyX—raydiffraction(XRD)，Fouriert

5、ransforminfraredspectroscopy(FTIR)，thermalanalysis(TG—DTA)，lasergranulometry，transmissionelectronmicroscope(TEM)，andX—rayphotoelectronspectroscopy(XPS)．Thetri—bologicalbehaviorsofwatersolubleLaF3nanoparticlesasadditivesinwaterwereevaluatedwithafour—balltribomete

6、r，andtheelementalcompositionofthewearscaronsteelballsurfacewasanalyzedbyX—rayphotoelectronspectroscopy(XPS)．TheresultsshowthattheLaFnanopartieles，withadiameterabout4nmandmodifiedbyacitricacid，canbewelldispers—edinwater．Asthewater．basedlubricantadditive，aboundary

7、filmmainlycomposedofFe，O、La，Oontherubbedsurfacecouldbeformed．Therefore，LaF3nanoparticleshavethebestfrictionreducingandantiwearbehaviors，showingpromisingusagepotentia1．Keywords：LaF3；nanoparticles；tribologiealbehavior；surfacemodification稀土元素具有独特的4f电子结构和独特的物合物在润滑领域

8、的应用，具有重要意义。理一化学特性，已成功应用于冶金工业、玻璃陶瓷、水基润滑液由于具有优良的经济性、冷却性和安发光材料、磁性材料、生物医药等方面。。相关研全性而得到迅速的发展，并被广泛用于切削、研磨、究表明，稀土元素及其化合物在摩擦学领域也有很好压延、冲压、拉拔等金属加工领域。但水基润滑液的的应用前景，表面修饰的稀土纳米微粒可以极