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二硫化鎢納米粉體作為鋰基潤滑脂添加劑的摩擦學(xué)性能研究

        隨著工業(yè)的快速發(fā)展，高速、重載和高溫等設(shè)備 在工業(yè)部門中大量投入使用，但是高溫高性能潤滑脂品種目前較少。二硫化鎢作為一種新型固體潤滑材料, 具有優(yōu)良的潤滑性能。其具有層狀六方晶系結(jié)構(gòu), 層內(nèi)W、S元素通過共價鍵結(jié)合, 層間由S-S形成的分子鍵結(jié)合。由于后者鍵能較低，在摩擦過程中極易發(fā)生滑移，故具有較低的摩擦系數(shù)。研究表明，二硫化鎢中的W元素在4f電子層擁有空軌道, 加之納米二硫化鎢粉體具有較大的比表面積, 二者共同作用, 促使二硫化鎢較易實現(xiàn)在金屬表面的吸附，為其更好發(fā)揮效能提供了有利條件。

二硫化鎢適用于高溫、重載、高壓、高真空、高轉(zhuǎn)速、高輻射、強腐蝕和超低溫等各種苛刻條件下的潤滑，在航空、航天和國防工業(yè)等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用價值。目前, 二硫化鎢的研究主要集中在材料涂層和復(fù)合材料等潤滑領(lǐng)域，最近中國人民解放軍總裝備部后勤工程學(xué)院軍事油料研究所發(fā)布了一篇關(guān)于二硫化鎢納米粉體在潤滑油脂中的摩擦學(xué)研究論文，該納米二硫化鎢由湖南省華京粉體材料有限公司生產(chǎn)。

研究表明，在質(zhì)量分數(shù)2%的最佳添加量下, 鋰基潤滑脂表現(xiàn)出最好的摩擦學(xué)性能，最大無卡咬負荷和燒結(jié)負荷分別比基礎(chǔ)脂提高了112.8%和 84.3%，平均摩擦系數(shù)和磨斑直徑分別降低17.3%和46.8%。 摩擦過程中，部分二硫化鎢粉體由于納米尺度效應(yīng)吸附沉積在摩擦副凹坑出，起到表面修復(fù)作用；同時在高溫高負荷條件下，形成了WS2納米粒子滲透層，并且二硫化鎢納米粉體與摩擦副表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。生成含有Fe₂O₃、FeSO₄、WO₃和Fe₃O₄的化學(xué)反應(yīng)膜，從而發(fā)揮良好的潤滑作用。