直接合成摻雜型層狀磷酸鋯材料及其摩擦學特性研究

《直接合成摻雜型層狀磷酸鋯材料及其摩擦學特性研究》是依託太原理工大學，由徐紅擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：直接合成摻雜型層狀磷酸鋯材料及其摩擦學特性研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：徐紅
• 依託單位：太原理工大學

項目摘要

適合於高負荷、強衝擊等苛刻條件下使用的二硫化鉬等固體潤滑劑，是航空航天、重型機械等領域發展所必需的材料。由於鉬比較稀缺，尋找二硫化鉬的替代品，是一個重要的研究課題。層狀磷酸鋯材料的層間距及電荷類型與二硫化鉬類似，前期探索實驗已證明它具有優良的固體潤滑性。本項目將在已有研究的基礎上，採用F離子促進的方式，以簡便的一步法水熱製備二價陽離子交換型層狀磷酸鋯材料；以離子液體熱合成方法，抑制金屬鹽的水解，製備二價、三價金屬元素對鋯元素部分同晶取代的層狀磷酸鋯材料，進一步提升材料的承載力、抗磨性等固體潤滑性質。開展潤滑脂中層狀材料與極壓抗磨劑等添加劑的復配效果研究，為材料的實際套用提供基礎數據。通過對實驗中材料和被保護元件性質的變化規律表征，研究無機材料結構組成、原子配位關係與摩擦學特性之間的關聯，為創新性地發現潤滑特性優良的無機材料提供理論指導。

結題摘要

固體潤滑劑適合於高負荷、強衝擊等苛刻條件下使用，是航空航天、重型機械等領域發展所必需的材料。由於鉬比較稀缺，尋找二硫化鉬的替代品，是一個重要的研究課題。層狀磷酸鋯材料的層間距及電荷類型與二硫化鉬類似，探索實驗已證明它具有優良的固體潤滑性。本項目採用F離子促進的方式，以簡便的一步法水熱製備二價陽離子交換型層狀磷酸鋯材料；以氮雜環有機物柱撐方法，製備了層間柱撐氮雜環有機物的層狀磷酸鋯材料，進一步提升了材料的承載力、抗磨性等固體潤滑性質。研究表明，潤滑脂中層狀磷酸鋯材料與極壓、抗氧劑添加劑有著優良的復配效果；摩擦副不同運動形式和在不同基礎油鈣基脂中層狀磷酸鋯材料的潤滑性能發現，層狀磷酸鋯材料具有穩定且優良的承載力和抗磨性能。通過對實驗中材料和被保護元件性質的變化規律表征，研究了無機材料結構組成、原子配位關係與摩擦學特性之間的關聯，為材料的實際套用提供了基礎數據。