纳米二硫化钼作为润滑油添加剂的润滑机理
二硫化钼复合微粒作为润滑添加剂的摩擦学性能研究
ABSTRACTFriction and wear of mechanical equipment not only lead to a large amount of energy consumption, but also lead to the failure or damage of mechanical equipment, reducing its service life. Lubrication can effectively reduce the friction and wear of the friction pairs. Nanoparticles as lubricating additives are commonly used to improve lubricating properties. However, nanoparticles tend to agglomerate during the sliding process, which affects their tribological properties. Because of the synergistic effect of the composite particles, the composite particles have better lubricating performance. Therefore, the tribological properties of molybdenum disulfide magnetic composite particles were studied in this work.In this thesis, Fe3O4particles, MoS2nanoparticles and Fe3O4@MoS2nanoparticles were prepared by hydrothermal reaction. The three kinds of particles were dispersed in water and PAO4 base oil respectively for tribological tests. The tribological properties of these three kinds of nanoparticles were studied by means of analyzing the morphologies of frictional surfaces and the chemical valence states of the typical elements.The tribological properties of magnetic Fe3O4 nanoparticles, MoS2 nanoparticles and Fe3O4@MoS2 nanocomposite particles were studied as water based lubricant additives. The results show that the magnetic Fe3O4 particles can decrease the friction coefficient but increase the wear of the friction pair surface as the lubricating additive in deionized water system. When MoS2 nanoparticles and Fe3O4@MoS2 nanoparticles were used as lubricating additives in aqueous system, the friction coefficient and wear volume increased during the sliding process.Fe3O4 particles, MoS2nanoparticles and Fe3O4@MoS2 nanoparticles were added to PAO4 base oil as additives. Unfortunately, no lubricating effect was observed for Fe3O4 particles. However, both MoS2nanoparticles and Fe3O4@MoS2nanoparticles showed good lubricating effects. In addition, when Fe3O4@MoS2nanoparticles were used as lubricating additives, the lubricating effect was better, mainly because of the synergistic effect between Fe3O4magnetic core and MoS2 shell. It can be ascribed to the fact that the nano-composite particles are more easily adsorbed on the frictional interface, forming a sTablele adsorbed film and a solid tribo-film.Keywords: MoS2nanoparticles; Fe3O4@MoS2nanocomposites; Water lubrication; PAO4 oil lubrication; Lubricant additives; Lubrication mechanism目录第一章绪论 (1)1.1引言 (1)1.2 Fe3O4微粒 (2)1.2.1 Fe3O4微粒简介 (2)1.2.2 Fe3O4微粒的摩擦学性能 (2)1.3 MoS2纳米微粒 (3)1.3.1 MoS2纳米微粒简介 (3)1.3.2 MoS2纳米微粒的摩擦学性能 (3)1.4磁性复合微粒 (5)1.4.1磁性复合微粒简介 (5)1.4.2磁性复合微粒的摩擦学性能 (6)1.5本文研究内容及意义 (7)1.5.1研究内容 (7)1.5.2研究意义 (7)第二章Fe3O4@MoS2复合微粒的制备与表征 (9)2.1引言 (9)2.2实验部分 (9)2.2.1 实验仪器与试剂 (9)2.2.2 Fe3O4微粒的制备 (11)2.2.3 MoS2纳米微粒的制备 (11)2.2.4 Fe3O4@MoS2复合微粒的制备 (12)2.2.5样品表征和测试 (13)2.3结果与讨论 (13)2.3.1 样品XRD表征结果分析 (13)2.3.2样品TEM表征结果分析 (14)2.3.3样品磁性能表征结果分析 (16)2.4本章小结 (17)第三章Fe3O4@MoS2复合微粒水分散体系的摩擦学性能研究 (18)3.1引言 (18)3.2实验部分 (18)3.2.1实验材料 (18)3.2.2实验方法 (18)3.3结果与讨论 (20)3.4.1摩擦实验结果 (20)3.4.2摩擦表面形貌分析 (23)3.4本章小结 (34)第四章Fe3O4@MoS2复合微粒油分散体系的摩擦学性能研究 (35)4.1引言 (35)4.2实验部分 (35)4.2.1实验材料 (35)4.2.2实验方法 (35)4.3结果与讨论 (37)4.3.1摩擦实验结果 (37)4.3.2摩擦表面形貌分析和表征 (39)4.4本章小结 (47)第五章总结与展望 (48)5.1总结 (48)5.2展望 (48)参考文献 (50)攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况 (57)插图清单图2.1 Fe3O4微粒形成示意图 (11)图2.2 MoS2纳米微粒形成示意图 (12)图2.3 Fe3O4@MoS2复合微粒形成示意图 (13)图2.4 Fe3O4微粒（a），MoS2纳米微粒（b）和Fe3O4@MoS2复合微粒（c）的XRD 图谱 (14)图2.5 Fe3O4微粒（a），MoS2纳米微粒（b, c）和Fe3O4@MoS2复合微粒（d, e）的透射电镜和高分辨率透射电镜图 (15)图2.6 Fe3O4@MoS2复合微粒的透射电镜图（a）和相应的元素分布图（b-e） (16)图2.7 Fe3O4微粒和Fe3O4@MoS2复合微粒的磁滞回曲线图 (17)图3.1超声波处理后瞬间（a）和超声处理后30 min（b）的水（Ⅰ）和水分别添加1wt%Fe3O4（Ⅱ），1wt％MoS2（Ⅲ）和1wt％Fe3O4@MoS2（Ⅳ）的数码照片 (19)图3.2摩擦学实验装置示意图 (19)图3.3含0, 0.25, 0.5, 1, 2 wt% Fe3O4微粒水润滑下润滑体系的摩擦系数-时间变化图（a），平均摩擦系数（b）和下试样的磨损体积（c） (21)图3.4含0, 0.25, 0.5, 1, 2 wt%MoS2纳米微粒水润滑下润滑体系的摩擦系数-时间变化图（a），平均摩擦系数（b）和下试样的磨损体积（c） (22)图3.5含0, 0.25, 0.5, 1, 2 wt%Fe3O4@MoS2复合微粒水润滑下润滑体系的摩擦系数-时间变化图（a），平均摩擦系数（b）和下试样磨损体积（c） (23)图3.6含0, 0.25, 0.5, 1, 2 wt% Fe3O4微粒水润滑下下试样的磨痕轮廓曲线（a）和光学显微照片（b-f） (24)图3.7含0, 0.25, 0.5, 1, 2 wt%Fe3O4微粒水润滑下下试样的表面粗糙度（a）和摩擦表面三维形貌（b-f） (25)图3.8在添加0, 0.25, 0.5, 1, 2 wt%Fe3O4微粒的水润滑下上试样的磨斑直径（a）和光学显微照片（b-f） (26)图3.9含0, 0.25, 0.5, 1, 2 wt%MoS2纳米微粒的水润滑下下试样的磨痕轮廓曲线（a）和光学显微照片（b-f） (28)图3.10含0, 0.25, 0.5, 1, 2 wt%MoS2纳米微粒水润滑下下试样的表面粗糙度（a）和摩擦表面三维形貌（b-f） (29)图3.11含0, 0.25, 0.5, 1, 2 wt%MoS2纳米微粒的水润滑下上试样的磨斑直径（a）和光学显微照片（b-f） (30)图3.12含0, 0.25, 0.5, 1, 2 wt%Fe3O4@MoS2复合微粒水润滑下下试样的磨痕轮廓曲线（a）和光学显微照片（b-f） (31)图3.13含0, 0.25, 0.5, 1, 2 wt%Fe3O4@MoS2复合微粒水润滑下下试样的表面粗糙度（a）和摩擦表面三维形貌（b-f） (32)图3.14含0, 0.25, 0.5, 1, 2 wt%Fe3O4@MoS2复合微粒水润滑下上试样的磨斑直径（a）和光学显微照片（b-f） (33)图4.1超声波处理后瞬间（a）和超声处理后12h（b）的PAO4（Ⅰ）和PAO4分别添加1wt%Fe3O4（Ⅱ），1wt％MoS2（Ⅲ）和1wt％Fe3O4@MoS2（Ⅳ）的数码照片 (36)图 4.2合成基础油PAO4和0.25, 0.5, 1, 2 wt%的Fe3O4微粒、MoS2微粒和Fe3O4@MoS2复合微粒润滑添加剂的摩擦系数-时间变化图 (38)图 4.3合成基础油PAO4和0.25, 0.5 ,1 , 2 wt%的Fe3O4微粒、MoS2微粒和Fe3O4@MoS2复合微粒作为润滑添加剂的平均摩擦系数图 (39)图4.4浓度分别为0, 0.25, 0.5, 1, 2wt%的Fe3O4微粒（a-e）、MoS2微粒（f-j）和Fe3O4@MoS2复合微粒（k-o）作为润滑添加剂时磨痕的光学显微照片 (40)图4.5 PAO4（a），添加1wt%Fe3O4的PAO4（b），添加1wt%MoS2的PAO4（c）和添加1wt%Fe3O4@MoS2的PAO4（d）润滑的磨损表面的SEM图 (41)图4.6 PAO4（a），添加1wt%Fe3O4的PAO4（b），添加1wt%MoS2的PAO4（c）和添加1wt%Fe3O4@MoS2的PAO4（d）润滑的磨损表面C1s的XPS谱图 (42)图4.7 PAO4（a），添加1wt%Fe3O4的PAO4（b），添加1wt%MoS2的PAO4（c）和添加1wt%Fe3O4@MoS2的PAO4（d）润滑的磨损表面Fe2p的XPS谱图 (43)图4.8 PAO4（Ⅰ），添加1wt%Fe3O4的PAO4（Ⅱ），添加1wt%MoS2的PAO4（Ⅲ）和添加1wt%Fe3O4@MoS2的PAO4（Ⅳ）润滑下的磨损表面Mo3d（a）和S2p（b）的XPS谱图 (44)图 4.9 PAO4，添加1wt%Fe3O4的PAO4，添加1wt%MoS2的PAO4和添加1wt%Fe3O4@MoS2的PAO4润滑下的磨损表面的EDS图 (45)图4.10 PAO4介质下润滑机理的示意图：不添加添加剂（a）、添加Fe3O4纳米微粒（b）、MoS2纳米微粒（c）和Fe3O4@MoS2复合微粒（d） (46)表格清单表2.1实验仪器 (10)表2.2实验试剂 (10)表3.1摩擦学实验参数 (20)表4.1摩擦学实验参数 (37)第一章绪论第一章绪论1.1引言随着社会进步和科学技术的发展，人们对于能源的消耗越来越关注。
二硫化钼的润滑特性
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟二硫化钼的润滑特性二硫化钼——天然或合成的辉钼矿，以润滑油脂及其他固体润滑剂难比拟的优点，被誉为“固体润滑之王”而被广泛应用。
作为润滑剂要必备两个条件，即材料内部具良好滑移面，材料与基材有很强的附着力。
二硫化钼以S—Mo—S 的三明治式夹层相迭加。
层内，S—Mo 间以极性键紧密相连。
层间，S—S 间以分子键相连，范德华-伦敦力的键合力太弱，当受到很小的剪切应力后即能断裂产生滑移。
而这样的滑移面在每两个夹心层间就有一个。
也就是在1μM厚的二硫化钼薄层内就有399 个良好的滑移面。
二硫化钼与基材强烈粘附，这也是其他润滑剂，比如石墨也难比拟的。
除此外，它还具备有许多良好的润滑特性。
（1）温度适应范围宽：高温航空硅油能耐250℃高温，冷冻机油耐-45℃低温，这在润滑油脂中已属姣姣者。
而二硫化钼在空气中应用，可在349℃下长期使用，或399℃下短期使用；在真空中，二硫化钼可在1093℃下工作；在氩气等惰性气体中，二硫化钼可在1427℃下工作。
除能在高温下工作，二硫化钼还能在-184℃或更低温度下工作。
（2）耐重负荷：在重负荷下油脂润滑膜会因变薄甚至消失而使润滑失效。
但厚度仅为2.5μm的二硫化钼润滑膜在2800MPa、40m/s 的重负荷、高速度下润滑性能良好。
即使负荷加大到3200MPa 超过了钢铁屈服强度，二硫化钼的润滑效能依旧存在。
这是其他任何液体和固体润滑剂所难达到的。
因此，全世界所产二硫化钼的大部份都被当作“极性添加剂”与油脂合用，比如市面常见的二硫化钼锂基脂、二硫化钼钙基脂、各种二硫化钼齿轮成膜膏等等。
（3）耐真空：航天器在500km 以上高空飞行，太空的真空度已达1.3×10-2μPa以上：此时，油脂润滑剂的蒸发已超过它的极限蒸发率。
这不仅会使润滑失效，而且挥发气体还会污染仪表和环境，在真空中连石墨润滑剂的润滑性能也会大幅度下降，而二硫化钼在真空条件下。
纳米SiO2作为润滑油添加剂性能及机理研究进展
数及磨斑直径 随纳米粒子质 量分数 的变化 曲线 如
图 １ 示。 所
中， 并加 入稳 定分 散剂 ， 察其 摩 擦学 性能 。 考 霍 玉 秋 等 ［ 以 正 硅 酸 乙酯 为 原 料 制 备 了直 径 ８ ］ 为 ６ ｍ 单 分 散球 形 纳 米 Ｓ０２ ０ｎ ｉ 。在 ５ ０ Ｎ 基 础 油 ０Ｓ
收稿 日期 ：０ ６ ７ ０ ２０ ～０ —２ 。 作者简介 ： 李春风（９９ ， ，０ ３ １ ７ 一）男 ２０ 年毕业于解放军后勤工程学院， 在读博士生 ， 主要从事石油产品添加剂开发应用及其理论研究工作。
纳 米 ＳＯ２ 为润 滑 油 添 加 剂 性 能 ｉ 作
及 机 理 研 究 进 展
李 春风 罗新 民 肖绍峰２ ， ，
（ ． 勤５ 程学 院油料应用与管理工程 系 ， １后 １ ２ 重庆 ４ ０ １ ； ．５ ４ 队 ， ｊ 铁岭 １２ ０ ） ０ ０ ６ ２ ６ １２部 ： １ ６９ 摘要 ： 纳米 Ｓ０ 用作润滑油添加剂 的研 究尚处于起步阶段 ， 从研究结果看 出， ｉ２ 但 它具有优 良的摩擦学性 能。文章 总结 了其作为润 滑油添加剂 的研究现状 ， 并对其作用机理进行 了探 讨 ， 最后 指出其发 展趋势 ， 即纳米 Ｓ 粒 子 的 ｉ 制备和表面修饰“ 一体化” 研究高 聚物 ～纳米 Ｓ 杂化 粒子 以及纳 米 Ｓ０ 在 环境 友好型基 础油 中的摩擦 学性 ， ｉ ０２ ｉ２ 能及其摩擦学机理 的研 究。
面开展 研究 。 （ ） 用 未 改 性 的纳 米 Ｓ０ １利 ｉ２直 接 加 入 润 滑 剂
直接参与制 备成锂 值从 ４ １Ｎ增加到 ６ ８Ｎ， Ｄ从 ０５ ｍ降 Ｒ ３ １ ＷＳ ．７ｍ
到 ０ ４ ．７ｍｍ。纳 米 Ｓ ； 子 的加 入 对 润 滑脂 的滴 ｉ！ ０ 粒 点 和工 作针 入度 没 有不 良影 响 。 王德 国… Ｊ 用 平 均 粒 径 分 别 为 １ ｉ 采 ０ｎｎ和 １ ５ ｎｎ的微孔 和球 形 非 晶 Ｓ０２ 米 粒 子 ， 一 定 比例 ｌ ＂ ｉ 纳 按 加到 长城 润 滑 油 公 司 提 供 的 ２号 锂 基 脂 中。 当 含 ４０ ．％微 孔 Ｓ０２时 ， ｉ ＰＢ值 从 ３０Ｎ 增 加 到 ８４Ｎ， １ ０ ＷＳ 从 １６ （ 效 ） 到 ０ ５８ ｍｍ； 含 Ｄ ．９ｍｍ 失 降 ． ２ 当 ４０ ．％球 形 Ｓ 时 ， ｉ ＰＢ值 从 ３０Ｎ 增 加 到 ７４Ｎ， １ ６ ＷＳ 从 １６ Ｄ ．９ｍｍ（ 效 ） 到 ０ ５３１１。摩 擦 系 失 降 ．５ ＩＩ ＴＴ
碳纳米管二硫化钼合成固体润滑剂
碳纳米管二硫化钼合成固体润滑剂摘要:固体润滑剂具有低摩擦系数（μ），低磨耗率（w）的特点，能够明显的提高仪器的寿命，使其经受极大地摩擦磨损。
然而，固体润滑剂的性能例如喷射形成或纳米微粒的二硫化钼和二硫化钨，在高温或湿度较高的操作环境下会发生严重的炭化。
这里，我们将介绍我们的初步结论。
通过电泳的方式二硫化钼垂直的与碳纳米管相结合形成的合成物即使在300 °C下也拥有较低的μ(∼0.03)和w (∼10-13 mm3/N ·mm)。
这比纳米微粒的二硫化钼的最低w要优越两个数量级。
在液体润滑剂中这种合成物可使摩擦系数降低百分之十五。
这种生产固体润滑剂涂料的方法由于具有优越的摩擦性能可以解决多种摩擦学应用中所遇到的问题，诸如涂料遇到高温，低压，和/或低，高湿条件。
关键词：固体润滑剂，纳米复合材料，碳纳米管，摩擦学，磨损引言固体润滑剂一般用于高温或低温，高辐射，高真空和高湿等极端条件下。
过渡金属硫化物例如MoS2，WS2，和石墨是一些作为固体润滑剂的主要材料，他们具有层状结构，滑动接触下很容易剪切，使得摩擦系数下降。
二硫化钼的润滑性能一般高于石墨的润滑性能，尤其是在真空的环境下。
典型的制造二硫化钼薄膜方法包括喷溅涂覆法，脉冲激光沉积法，抛光，弧光蒸发法，树脂粘合法等。
然而，这些制造二硫化钼的方法缺少足够的硬度来满足耐磨性的要求。
其他各种方法来规避这个问题，提高这些材料的摩擦性能包括复杂的多步骤的工艺例如将二硫化钼与其他有硬质涂层的固体润滑剂合金化形成一个三维纳米复合材料，或者在一些硬质相材料的表面纹理中的气孔中添加固体润滑剂。
三维纳米复合材料在摩擦学的应用所面临的挑战之一是由于在涂层中多相沉积所以要控制他们的力学和摩擦学性能。
由于需要硬质相和固体润滑剂相在沉积过程中分开，纹理处理过程是枯燥无味耗时的。
这种技术有时需要昂贵的制作方法例如光刻，激光纹理，等离子蚀刻。
目前，碳纳米结构的摩擦学性能受到了关注，主要是碳纳米管（CNTs）。
二硫化钼纳米颗粒的制备与润滑性能研究
１．２ 样 品 的 测 试 与 表 征 纳米粉体颗粒 的 形 貌、几 何 特 征 和 尺 寸 等 通 过
场发 射 扫 描 电 子 显 微 镜 （ＦＥ－ＳＥＭ，ＪＳＭ－６７００Ｆ）和 透射电子显 微 镜 （ＴＥＭ）进 行 表 征，用 Ｘ 射 线 衍 射 （ＸＲＤ）和能谱分析 （ＥＤＸ）分析物质的结构及成分， 对所制备的样品进行研究。 １．２．１ ＸＲＤ 分析
第 ３ 期 陈 九 菊 ，等 ：二 硫 化 钼 纳 米 颗 粒 的 制 备 与 润 滑 性 能 研 究
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粒（按 ＭｏＯ３ 和 Ｓ 的 摩 尔 比 为 １∶３）。 将 上 述 混 合 体系强烈搅拌１５ ｍｉｎ 后，超 声 分 散 ３０ ｍｉｎ，在 通 风 厨室温下自然挥干 后，得 到 在 ＭｏＯ３ 表 面 均 匀 包 覆 Ｓ的复合粉体。
将 ＭｏＯ３／Ｓ复合粉体 均 匀 地 铺 展 在 石 英 管 中， 并置入自制真空管式 炉 （反 应 装 置 如 图 １ 所 示），将 反应装置抽真 空 至 １Ｐａ，然 后 缓 慢 通 入 高 纯 Ｈ２ 至 ０．５×１０５ Ｐａ；然 后 将 炉 子 加 热 到 设 定 温 度 （４００、 ４５０、５００、５５０、６００、７００ ℃）， 升 温 速 率 为 １０ ℃·ｍｉｎ－１。保温１ｈ，自然冷却至室温后将石英 管从炉子中取出，并 把 管 中 的 灰 黑 色 粉 末 样 品 收 集 起来。
陈 九 菊 ，修 可 白 ，孟 庆 刚
（黑龙江工程学院 电子工程系，黑龙江 哈尔滨 １５００５０）
摘 要：利用超声化学方法制备的类球形三氧 化 钼 （ＭｏＯ３）纳 米 颗 粒 为 前 驱 物，采 用 在 氢 气 氛 下 的 硫 化 还 原 反 应 制 备纳米二硫化钼（ＭｏＳ２）粉体。纳米粉体颗粒的形貌、几何 特 征 和 尺 寸 等 通 过 场 发 射 扫 描 电 子 显 微 镜 （ＦＥ－ＳＥＭ）和 透射电子显微镜（ＴＥＭ）进行表征，用 ｘ－ｒａｙ射线衍射（ＸＲＤ）和 能 谱 分 析 （ＥＤＸ）分 析 物 质 的 结 构 及 成 分。 将 制 备 出 的类球形纳米级 ＭｏＳ２ 作为添加剂，添加到基础油中。通过仪 器 测 试 其 在 不 同 载 荷 下 的 摩 擦 系 数 ，与 基 础 油 的 摩 擦 系数进行对比，研究纳米 ＭｏＳ２ 对复合润滑油润滑性能的影响。结果表明：ＭｏＳ２ 纳米颗粒能够显著提高润滑油的润 滑性能。 关 键 词 ：二 硫 化 钼 ；纳 米 颗 粒 ；类 球 型 ；润 滑 性 能 ；摩 擦 系 数 中图分类号：ＴＢ３８３ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７１－４６７９（２０１０）０３－００７２－０４
二硫化钼的润滑特性
二硫化钼的润滑特性摘要二硫化钼不仅在常规环境，而且能在重载荷、高真空或低温、高速或低速、强辐射等恶劣环境里，充分发挥出低摩擦系数、高磨损寿命和润滑可靠等优点，而被广泛应用。
主题词：二硫化钼润滑特性抗报压真空润滑1.二硫化钼的理化特性：分子式：MoS2分子量：16008颜色：兰-灰到黑色密度α/cm3:4.8-5.0(或4.85 --5.0、4.8)熔点℃：约1500℃（或大于1800℃、1185℃）硬度：mosh1--1.5（或knnop12--60）显微硬度：基础面3.136×102Mpa，棱面 8.82×103Mpa表面能：基础面2.4×10-2J/M2，棱面7.0× 10-1J/M2热胀系数：10-7×10-6/K温度稳定性：空气中-184~400℃（或-180℃~400℃ 400℃、399℃、450℃）。
真空或惰性气体中，大于1100℃（或1200℃、1800℃）摩擦系数：约0.05--6.10（或0.04，没有气体吸附层时为0.03--0.06）承载能力，大于2.8×103Mpa(或大于3.45×103Mpa)。
化学稳定性：氧化：干燥空气中，从417℃（750F）（或370℃、400℃、399℃、350℃、450℃）开始氧化后。
560℃后（或540℃）剧烈氧化。
潮湿空气中，室温即发现有氧化，但很微弱，在湿度与酸值都很高时，氧化才变得明显。
氧化产物为MoO3与So2，氧化系放热反应H=-266.7kcal/mol。
分解：真空或惰性气体里，1100℃（或1200℃、真空982~1093℃、氩气中1350~1472℃）后开始分解。
分解产物为Mo与S。
能耐除王水，热而浓的盐酸、硫酸、硝酸外的任何酸，在氟、氯中可分解，但在无水HF中不分解，能与液氧相容。
能腐蚀碱金属（如Li、Na、K、Rb、Cs、Fe等）。
在水、石油制品和各种合成润滑剂中不溶解，能按任意比例混合使用。
二硫化钼的润滑机理
二硫化钼的润滑机理一种固体润滑材料若愈能成为优良的润滑剂。
起码应具备两种特性：1.该材料晶体内剪切强度低，有许多良好的天然滑移面。
2.该材料应能牢固附着于底材金属表面上。
只有当该材料与金属底材面间的附着力大于晶体内剪切强度时，滑动才会发生在该材料的晶体内部，而不发生在底材金属与底材金属之间，或底材金属和润滑剂之间。
附着力与剪切强度相差得愈大，该材料的润滑性能愈好，其摩擦系数（μ）与磨损（√）也愈小。
下面从这几方面来研究探讨二硫化钼的润滑机理：1.二硫化钼的晶体结构MoS2中含钼59.94%，硫40.06%。
自然界天然产出的晶体MoS2呗称作“辉钼矿”。
其组成部分与上述理论值相近。
偶有钨、铼、锇或硒、碲作为类质同象元素取代钼或硫，进入晶格，而成为辉钼矿中的微量元素。
2.二硫化钼的晶体结构图二硫化钼的晶体结构是六方晶体系结构，在两层位置相同的硫原子密堆积层中，形成许多三方棱柱体孔隙。
钼原子就处在由六个硫原子形成的三方棱柱配位体的个数恰为钼原子个数的两倍。
1.2 二硫化钼的多型与润滑当二硫化钼层片之间平行相叠加构成了二硫化钼晶体，其叠加方式不同，形成多种同质异构体。
矿物学里称它为“辉钼矿”。
近年来有人依据对称原理和紧密堆积原理，在七层范围内重叠时，用电子计算机推导出了112种类型。
但迄今，自然界里已确定的辉钼矿的类型有两种：2H(六方晶型)辉钼矿石1923年由Dickinson与Pauling所确定。
它系二硫化钼层片接两层相重复的形式叠加。
3R（三方晶型）辉钼矿是1957年由Bell与Herfert发现，它系二硫化钼层片按三层相重叠的形式叠加。
2H与3R型辉钼矿的形成规律与其生成温度有关。
二硫化钼晶型与生成温度的关系：型态胶体胶体晶态3R 晶态2HMoS3 MoS2 MoS2 MoS2生成温度℃20~300 200~300 350~900 600~1300自然界分出的钼矿物质中98%为辉钼矿，而辉钼矿的80%为2H型，仅3%为3R型。
二硫化钼新型润滑材料基本知识
新型固体润滑材料二硫化钼的基本知识为了积极配合二硫化钼（MoS2）新材料的推广应用，现将其基本如识简要加以介绍。
第一节二硫化钼（MoS2）的物理、化学性能及润滑原理.一、比重及硬度二硫化钼（MoS2）是从辉钼矿中精选并经化学和机械处理而制成的一种呈黑灰色光泽的固体粉末，用手指研磨有油雎滑腻的感觉。
二硫化钼（MoS2）的分子式为MoS2。
二硫化钼（MoS2）的比重为4.8。
(比重= 表示二硫化钼（MoS2）与4℃时同体积水的重扭相比的倍数)二硫化钼（MoS2）的分子量为160.07。
(分子虽：即分子的质量，分子等于组成该分子的各原子量的总和。
由于二硫化钼（MoS2）分子质量很小，故不直接以“克”做为量度的基本单位，而是以氧原子质量的 1/16人。
作为质量单位)二硫化钼（MoS2）的硬废为 1一1.5 (莫氏)。
(莫氏硬度：矿物抵抗外界的刻划、压入研磨的能力称为硬度，共分十度。
其排列次序为：1、滑石，2、石膏，3、方解石，4、萤石，5、磷灰石，6、正长石，7、石英，8、黄玉，9、刚玉，10、金刚石) 二硫化钼（MoS2）的莫氏硬度介于滑石及石膏之间。
二、摩擦系数当一物体在另一物体上滑动时，在沿接触摩按表面产生阻力，此阻力叫做摩擦力。
摩擦力的方向与滑动物体运动时方向相反，摩擦力的大小与垂直于接触面的负荷(即正压力)有关，正压力愈大，摩擦力也愈大，滑动时摩擦力与正压力的比值叫做 (动)摩擦系数，即摩擦系数= 摩擦力/正压力摩擦系数是用来衡量物体接触表面的摩拽力的，摩擦系数在数值上等于单位正压力作用下接触面间的摩擦力。
摩擦系数愈小，使物体滑动所需要的力也就愈小。
二硫化钼（MoS2）的摩擦系数可以在 MM200型磨损试验机上进行测试，遵照毛主席关于“认识从实践始”的教导，我们以BM-3二硫化钼（MoS2）润滑膜为例，在两试块接触点相对滑动速庭：为5.02米/分及95.米/分时，改变不同的负荷，测定了相对应的二硫化钼（MoS2）干膜润滑的摩擦系数 (测试方法详见第二章第七节)，试验数据如下表。
纳米二硫化钼作为润滑油添加剂的摩擦学性能研究
纳米二硫化钼作为润滑油添加剂的摩擦学性能研究李斌;谢凤;张蒙蒙;李磊【摘要】研究纳米二硫化钼作为润滑油添加剂的摩擦学性能。
以不同的表面活性剂和不同的超声波分散时间制备纳米二硫化钼润滑油，考察表面活性剂和超声波分散时间对纳米二硫化钼分散稳定性的影响。
采用四球机和描电镜考察纳米二硫化钼在润滑油中的摩擦学性能。
结果表明，2％油酸表面活性剂和超声波分散30 min 可有效提高纳米二硫化钼在润滑油中的分散稳定性，纳米二硫化钼在润滑油中具有良好的抗磨性能、减摩性能，特别是0.01％二硫化钼在润滑油中的抗磨性能和高负荷下的减磨性能更为突出。
%The tribological properties of nano-MoS2 as additive in lubricating oils were studied.The nano-MoS2 based lubricating oil was prepared by dispersing nano-MoS2 in the base oil with different surface modifier and at different ultra-sonic dispersion time,and the effect on dispersion stability of nano-MoS2 by the different surface modifier and different ul-trasonic dispersion time was investigated.The tribological properties of nano-MoS2 based lubricating oil were studied by Four-Ball Test Machine and SEM.The results show that nano-MoS2 has good dispersion stability in the base oil when with 2% oleic acid as surface modifier and at the ultrasonic dispersion time of 30 min.Nano-MoS2 as additive in lubricating oils has good property of anti-wear and friction reducing properties,especially for 0.01%nano-MoS2 based lubricating oil, which is best in anti-wear and friction reducing property under high load.【期刊名称】《润滑与密封》【年(卷),期】2014(000)009【总页数】5页(P91-95)【关键词】纳米二硫化钼;摩擦学性能;分散稳定性【作者】李斌;谢凤;张蒙蒙;李磊【作者单位】空军勤务学院航空物资油料系江苏徐州221000;空军勤务学院航空物资油料系江苏徐州221000;空军勤务学院航空物资油料系江苏徐州221000;上海后勤训练基地上海200120【正文语种】中文【中图分类】TH117二硫化钼(MoS2)作为固体润滑剂已得到广泛应用[1-2]，而纳米MoS2相比普通MoS2，除纳米颗粒本身尺寸效应、表面与界面效应外，纳米MoS2能在摩擦表面形成牢固的吸附膜和化学反应膜，在长期高负荷条件下摩擦性能更为优异[3-4]。
纳米添加剂润滑作用机理及其在水基润滑剂中的应用
专家论坛'.........2纳米添加剂润滑作用机理及其在水基润滑剂中的应用姜正义"，李岩3袁夏垒1(1.辽宁科技大学材料与冶金学院，辽宁，鞍山114051； 2.伍伦贡大学机械、材料、机电与生物医学工程学院，新南威尔士州，伍伦贡2522；3.海洋装备用金属材料及其应用国家重点实验室，辽宁鞍山114009)摘要：简要介绍了纳米添加剂的主要分类、性能特点及存在的问题，分析了纳米添加剂在润滑过程中发挥作用的机理，提出了纳米添加剂在水基润滑剂中的应用及未来的主要发展方向。
关键词：纳米添加剂；水基润滑剂；润滑机理；抗磨减摩中图分类号：TH117.2文献标识码：A文章编号：1006-4613(2020)05-0001-07Lubrication Mechanism of Nano-additives andIts Application in Water-based LubricantsJiang Zhengyi1,2,Li Yan3,Xia Lei1(1.School of Material and Metallurgy,University of Science and Technology Liaoning,Anshan114051,Liaoning,China；2.School of Mechanical,Materials and Mechatronic Engineering,University of Wollongong,Wollongong2522,NSW,Australia;3.State Key Laboratory of Metal Materials for Marine Equipment andApplication,Anshan114009,Liaoning,China)Abstract：The main classification,performance characteristics and existing problems of nanoadditives were briefly introduced.Then the mechanism of nano-additives in the lubrication process was analyzed.Finally the application of nano-additives in water-based lubricants and the main development direction in the future was proposed.Key words:nano-additives;water-based lubricants;lubrication mechanism;anti-wear and anti-friction在轧制过程中通常需要使用润滑剂以减少摩擦、轧辊负荷、磨损和功耗，并帮助控制产品的表面光洁度以及起到冷却的作用，降低轧辊和产品的温度咱1-4暂遥为了达到上述目的,润滑剂必须能够均匀地涂抹在轧辊上，并具有一定的附着力，并且润滑剂能够在退火炉中迅速消散，以免出现板带钢不应产生的表面染色或粘连。
二硫化钼润滑油的抗磨机制
二硫化钼润滑油的抗磨机制二硫化钼润滑油是一种特殊的润滑油，其具有优异的抗磨性能。
在分析其抗磨机制之前，需要先了解润滑油的基本原理。
润滑油的作用主要分为润滑和抗磨两个方面。
润滑的作用是减少机械部件之间的摩擦和磨损，降低能量消耗，延长使用寿命。
而抗磨的作用是在机械部件摩擦过程中形成一层保护膜，防止金属表面直接接触，从而减少磨损。
二硫化钼是一种廉价的固体润滑剂，也是一种非常有效的抗磨剂。
它在润滑油中的添加量很少，通常只需千分之几。
二硫化钼的抗磨机制主要有以下几个方面：1.降低摩擦阻力：二硫化钼具有低摩擦系数，能有效降低机械部件之间的摩擦阻力。
当机械部件运动时，二硫化钼会填充在金属表面的微观凹坑中，形成一层光滑的保护膜，减少摩擦力，从而降低能量消耗。
2.减少表面磨损：二硫化钼在高温高压下，会发生化学反应生成一种硫化膜，该膜对金属表面具有很强的附着力，并能抵抗机械部件间的磨损。
硫化膜能有效防止金属表面直接接触，从而减少磨损。
3.提高润滑油的黏度指数：黏度指数是衡量润滑油在不同温度下黏度变化的指标。
二硫化钼能提高润滑油的黏度指数，使得润滑油在高温下保持稳定的黏度，提供持久的润滑性能。
4.抑制硝化和氧化：二硫化钼具有较强的抗硝化和抗氧化能力。
它可以吸附在金属表面上，形成一层保护膜，防止空气中的氧气和氮氧化物对金属的侵蚀，从而减缓金属的氧化速度，延长机械部件的使用寿命。
为了更好地发挥二硫化钼的抗磨作用，通常还会与其他添加剂一起使用。
例如，有机胺类添加剂能与二硫化钼形成复合黏结，提高其在金属表面的附着力。
抗氧化剂和防锈剂能保护润滑油不被氧化和腐蚀。
抗泡剂能有效去除润滑油中的气泡，提高润滑效果。
总结起来，二硫化钼润滑油的抗磨机制主要包括降低摩擦阻力、减少表面磨损、提高润滑油的黏度指数和抑制硝化与氧化。
这些机制相互作用，形成了一层保护膜，阻止金属表面之间的直接接触，从而减少磨损，延长机械部件的使用寿命。
二硫化钼的润滑特性
二硫化钼的润滑特性摘要二硫化钼不仅在常规环境，而且能在重载荷、高真空或低温、高速或低速、强辐射等恶劣环境里，充分发挥出低摩擦系数、高磨损寿命和润滑可靠等优点，而被广泛应用。
主题词：二硫化钼润滑特性抗报压真空润滑1.二硫化钼的理化特性：分子式：MoS2分子量：16008颜色：兰-灰到黑色密度α/cm3:4.8-5.0(或4.85 --5.0、4.8)熔点℃：约1500℃（或大于1800℃、1185℃）硬度：mosh1--1.5（或knnop12--60）显微硬度：基础面3.136×102Mpa，棱面 8.82×103Mpa表面能：基础面2.4×10-2J/M2，棱面7.0× 10-1J/M2热胀系数：10-7×10-6/K温度稳定性：空气中-184~400℃（或-180℃~400℃ 400℃、399℃、450℃）。
真空或惰性气体中，大于1100℃（或1200℃、1800℃）摩擦系数：约0.05--6.10（或0.04，没有气体吸附层时为0.03--0.06）承载能力，大于2.8×103Mpa(或大于3.45×103Mpa)。
化学稳定性：氧化：干燥空气中，从417℃（750F）（或370℃、400℃、399℃、350℃、450℃）开始氧化后。
560℃后（或540℃）剧烈氧化。
潮湿空气中，室温即发现有氧化，但很微弱，在湿度与酸值都很高时，氧化才变得明显。
氧化产物为MoO3与So2，氧化系放热反应H=-266.7kcal/mol。
分解：真空或惰性气体里，1100℃（或1200℃、真空982~1093℃、氩气中1350~1472℃）后开始分解。
分解产物为Mo与S。
能耐除王水，热而浓的盐酸、硫酸、硝酸外的任何酸，在氟、氯中可分解，但在无水HF中不分解，能与液氧相容。
能腐蚀碱金属（如Li、Na、K、Rb、Cs、Fe等）。
在水、石油制品和各种合成润滑剂中不溶解，能按任意比例混合使用。
纳米二硫化钼(MoS2)在润滑材料中的研究进展
纳米二硫化钼(MoS2)在润滑材料中的研究进展摘要：本文介绍了MoS2的润滑性状、纳米MoS2的性能。
对纳米MoS2在轧制液、机械油、铜合金拉拔润滑脂和空间润滑材料中的摩擦学应用与研究现状进行了综述，并对比了微米级与纳米级MoS2在使用中的效果。
对未来纳米MoS2在润滑材料中的应用与研究进行了展望。
关键词：纳米MoS2；润滑材料；摩擦The research progress of molybdenum disulfidenanoparticles(MoS2) in lubrication materialsAbstract: This paper describes the lubricating properties of MoS2and the performance of nano-MoS2. Nano-MoS2on the rolling fluid, mechanical oil, copper alloy drawing grease and space lubrication materials’ tribology applications and research status are reviewed. The micron and nano-level effect of MoS2 in use is compared. Nano-MoS2 lubricating materials application and research in the future are discussed.Key words: nano-MoS2; lubrication materials; friction0 引言二硫化钼（MoS2）用作固体润滑剂已有50多年的历史，是应用最广泛的固体润滑剂。
在相同条件下，含MoS2的粘结固体润滑膜在真空中的摩擦系数约为大气中的1/3，而耐磨寿命比在大气中高几倍甚至几十倍。
二硫化钼作用原理
二硫化钼作用原理一、概述二硫化钼是一种非常重要的润滑剂和添加剂，由于其独特的物理和化学性质，被广泛应用于各个领域。
本文将详细介绍二硫化钼的作用原理，主要包括润滑作用、热稳定性、抗磨作用、电性能和化学稳定性等方面。
二、润滑作用二硫化钼的润滑作用是其最重要和最广泛应用的特性之一。
二硫化钼的分子结构使其能够在摩擦表面形成一层坚韧的润滑膜，有效降低摩擦系数，减少磨损，提高设备使用寿命。
与其他润滑剂相比，二硫化钼具有更高的承载能力和更好的耐高温性能。
三、热稳定性二硫化钼具有出色的热稳定性，能够在高温环境下保持稳定的性能。
在高温条件下，二硫化钼的润滑膜不易破裂，能够有效保护摩擦表面，防止因高温引起的粘着和烧结等问题。
这使得二硫化钼在高温环境下具有广泛的应用价值，如高温炉窑、热力发电站等领域的润滑和冷却。
四、抗磨作用二硫化钼具有显著的抗磨作用，能够有效抵抗摩擦表面的磨损。
在摩擦过程中，二硫化钼的润滑膜能够吸附在摩擦表面形成一层保护膜，抵抗磨损和划伤。
这使得二硫化钼在各种抗磨领域中具有广泛的应用，如轴承、导轨、液压系统等。
五、电性能二硫化钼具有良好的电性能，具有半导体的特性。
在一定温度下，二硫化钼能够导电，并具有较低的电阻率和迁移率。
这一特性使得二硫化钼在电子器件和集成电路等领域中具有潜在的应用价值。
此外，二硫化钼还可以作为电接触材料，用于制造电开关和继电器等。
六、化学稳定性二硫化钼具有较好的化学稳定性，不易与酸、碱等化学物质发生反应。
在各种化学环境下，二硫化钼都能够保持稳定的性能，不受腐蚀和氧化等影响。
这使得二硫化。
纳米二硫化钼润滑油的摩擦学性能和传热行为研究
２ ０ １ ３年 ６月 第３ ８卷 第 ６期
润滑与密封
ＬＵＢＲＩ ＣＡＴ １ ０Ｎ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ
Ｊ ｕ ｎ ｅ ２ ０ １ ３
Ｖｏ １ ． ３ ８ Ｎｏ ． ６
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Ｔｒ ｒ ｉ ｂ Ｄ ｏ ｌ ｏ ｇ ｌ ￣ ｉ ｃ ａ ’Ｃｈ ｌ ｃｈ ａ ｒ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｔ ｉ Ｃ ｃ Ｓ ｓ ａ ｎ ｄ Ｈｅ ａ ｔ Ｔｒ １ ｒ ａ ｎ ｓ ｆ ｔ ｅ ｒ Ｂｅ ｅ ｈａ ａ ｖ ｉ ｏ ｒ０ ｆ ｔ Ｎａ ｎｏ ． Ｍｏ Ｓ ． Ｂａ ｓ ｅ ｄ Ｌｕｂ ｒ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ Ｏｉ ｌ
纳 米 二 硫化 钼 润 滑 油 的摩 擦 学性 能和 传 热行 为 研 究
万 庆 明 金 翼 。 丁 玉 龙
北京 １ ０ ０ １ ９ ０ ；２ ．中国科学 院大学
二硫化钼润滑在矿山机械设备中的应用
二硫化钼润滑在矿山机械设备中的应用摘要：二硫化钼作为一种优秀的润滑材料，在矿山机械设备中广泛应用。
本文介绍了二硫化钼的特性和润滑原理，分析了二硫化钼在矿山机械设备中的应用现状，并探讨了二硫化钼润滑在矿山机械设备中的发展趋势。
关键词：二硫化钼，润滑，矿山机械设备1. 二硫化钼的特性和润滑原理二硫化钼是一种灰黑色粉末，在空气中相对稳定，可以在高温高压环境下长期运作。
二硫化钼具有优良的润滑性能，主要的润滑原理有两种：第一种是在材料表面形成四面体结构，使表面形成一层晶体结构亲水膜，降低了材料表面的摩擦系数；第二种是在矿物油中加入适量的二硫化钼，可形成一层二硫化钼薄膜，使润滑油具有良好的抗磨损性。
2. 二硫化钼在矿山机械设备中的应用现状矿山机械设备中，由于工作环境复杂，设备负荷大，设备经常需要在恶劣的条件下长期运行。
二硫化钼因具有极高的耐久性、高温抗压性和抗磨损性能，因此广泛应用在矿山机械设备中，如滚筒式干磨机、球磨机、输送机、煤机等。
在运行过程中，由于二硫化钼具有优良的润滑性能，能够有效减少设备部件之间的磨损和摩擦，延长设备使用寿命。
3. 二硫化钼润滑在矿山机械设备中的发展趋势随着矿山机械设备的不断升级换代，对润滑材料的要求也越来越高。
在二硫化钼润滑剂的研发方面，不断提高润滑性能，同时进行环保、安全、可持续研发，使其更符合矿山机械设备的使用要求。
同时加强二硫化钼润滑剂的配方及生产技术，提高其在润滑作用中的稳定性和适应性，保障矿山机械设备的运行效率和安全性。
另外，二硫化钼介导的“智能润滑”技术也将逐渐被应用到矿山机械设备中，以实现设备集中管理、自主运行和故障自动诊断等方面的提升。
结论：二硫化钼作为一种重要的润滑材料，在矿山机械设备中存在着广泛的应用。
随着技术不断升级，二硫化钼润滑剂将在矿山机械设备中发挥越来越重要的作用，为该领域的发展提供坚实的技术支撑。
4. 二硫化钼润滑在矿山机械设备中的优势二硫化钼具有优良的润滑性能，与传统润滑剂相比，具有以下几点优势：（1）高温抗压性强。
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MoS2晶体属于六方晶系，为典型三明治结构的层状化合物，每个平面层为S-Mo-S的结构，层内Mo和S以共价键结合为三方柱面体结构，层间以微弱的范德华力维系，因此，层状的MoS2容易受外界环境的影响破坏层与层之间的堆垛结构，并形成较为稳定的薄层，当MoS2用作润滑剂时，层状MoS2会转移到金属表面，缓和摩擦和磨损，这一性质使其在摩擦润滑领域有很好的应用，20世纪50年代，普通MoS2就作为固体润滑剂得到了广泛应用。
纳米材料是指至少有一维尺寸为纳米级别的材料，而当材料的尺寸缩小至纳米级别时，会凸显处诸如小尺寸效应、界面效应、量子隧道效应等性能特点。
研究表明，一些纳米尺度的固体粒子加入到润滑油中，可以明显提升润滑油的性能，展现出许多优于传统添加剂的特点。
近年来，将纳米MoS2用作润滑油添加剂得到了广泛关注，本文主要介绍纳米MoS2作为润滑油添加剂的润滑机理。
润滑机理
1物理吸附/沉积作用
学者们普遍认为，典型的MoS2晶体为层状结构，层与层之间以范德华力连接，在摩擦产生的剪切应力下层状结构剥离，并吸附到摩擦表面，这一过程对抗磨减摩有显著作用，如图1所示
摩擦过程中纳米MoS2的层状剥离
Wu等研究了纯MoS2和硼酸锌/MoS2纳米复合材料的摩擦学性能，研究发现当使用纯纳米MoS2作为添加剂时，有缺陷的MoS2纳米片和部分氧化的MoS2纳米片会导致润滑不良，在润滑油中加入硼酸锌/MoS2纳米复合材料时，具有极压性能的硼酸锌纳米颗粒能有效地填充MoS2纳米片的表面缺陷，并连续提供保护膜，以进一步降低摩擦系数，提高承载能力。
还有学者指出，纳米MoS2可以填充摩擦表面的微裂纹区域，对磨损位置起到了修复作用
化学吸附/反应膜
纳米MoS2扩散能力强、表面能高、颗粒表面缺陷结构多，容易参加摩擦化学反应。
有学者报道，在钢制摩擦副中纳米MoS2可以生成含FeS、FeSO4等产物的化学反应膜，反应膜的形成减少了摩擦基体的直接接触，降低了摩擦磨损，图2展示了纳米MoS2参加摩擦化学反应的一种典型方式。
纳米MoS2参加摩擦化学反应的一种典型方式
Jun Zhao等比较了多层石墨烯和纳米MoS2作为润滑油添加剂的润滑效果，结果发现多层石墨烯添加剂由于在接触区域中普遍存在的团聚物和晶体缺陷而表现出相对较高和不稳定的摩擦学性能，而MoS2纳米片添加剂能与黄铜摩擦表面发生反应，促进化学吸附，形成“有效固体润滑剂”，Pierre Rabaso等研究了富勒烯型纳米MoS2添加剂的润滑性能，结果发现MoS2的结晶度越高，磨损表面的硫化铁含量就越高，说明结晶度对摩擦化学反应存在影响。
纳米MoS2润滑剂具有优异的减摩耐磨性能，其润滑机理与其典型的层状结构、表面高的化学活性和反应活性有关，通过在摩擦表面能形成牢固吸附膜和化学反应膜而起到润滑的效果，目前纳米MoS2润滑剂在机械油和拉拔润滑脂上已经得到应用。
南京先丰纳米材料科技有限公司2009年9月注册于南京大学国家大学科技园内，现专注于石墨烯、类石墨烯、碳纳米管、分子筛、银纳米线等发展方向，立志做先进材料及技术提供商。
2016年公司一期投资5000万在南京江北新区浦口开发区成立“江苏先丰纳米材料科技有限公司”，建筑面积近4000平方，形成了运营、研发、中试、生产全流程先进纳米材料制造和技术服务中心。
现拥有石墨烯粉体、石墨烯浆料和石墨烯膜完整生产线，2017年年产高品质石墨烯粉末50吨，石墨烯浆料1000吨。
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