二硫化钼的形态尺寸效应及其在润滑材料设计中的应用研究

形态尺寸不同的纳米二硫化钼（MoS2）微粒具有不同的化学性质与润滑机理，这种因形态尺寸效应导致的不同润滑机理间存在互补协作增强润滑性能的可能，为提高MoS2的润滑性能开辟了新的途径。本课题拟探索MoS2形态尺寸与摩擦学性能的关系，以及各种形态尺寸MoS2的润滑机理，从而指导复合有不同形态尺寸的MoS2润滑材料的设计与制备。研究复合MoS2润滑材料的摩擦学性能与润滑机理，探索MoS2形态尺寸效应对MoS2润滑材料性能的影响规律。利用MoS2形态尺寸效应指导MoS2纳米微粒的化学合成工艺，经化学合成实现对不同形态尺寸MoS2的复合，提高它们的相互分散性，从而进一步改善MoS2润滑材料的摩擦学性能，为MoS2润滑材料的设计提供数据与理论支持，为发展纳米MoS2的微观摩擦与磨损机理作出贡献。

形态尺寸不同的二硫化钼（MoS2）微粒有不同的润滑性能与润滑机理，它们之间存在互补协作增强润滑性能的可能。本项目研究了不同形态尺寸MoS2的摩擦学性能、润滑机理及协同润滑机制。结果表明：因层状2H结构的破坏，MoS2插层化合物不宜用作润滑剂；纳米尺寸一般优于微米尺寸；片状纳米结构因具有催化降解有机物的功能，且在植物油中的分散性差，不宜用在化学性质活泼的自润滑基体与植物油中；球形在各种情况下均能使用，且润滑性能一般优于片状；多数情况下不同形态尺寸的MoS2之间具有协同润滑作用，化学方法合成的具有复合形态的MoS2纳米微粒具有比机械混合物更为优异的润滑性能。通过研究还提出或验证了不同形态MoS2的润滑机理与协同机制，如：球形结构的变形、剥离、氧化与转移；通过影响基体材料的热机械性能来增强润滑能力；纳米MoS2在摩擦表面的化学侵蚀可以缓解磨粒磨损；协同润滑效应来自于不同润滑机理等。此外，纳米锐钛矿TiO2、层状矿物绢云母等可以诱导形成规整球形结构的MoS2纳米微粒，可以显著地提高MoS2的润滑性能。研究成果为理解MoS2纳米粒子微观形态尺寸与宏观摩擦学性能的内在联系提供了理论支持，也为化学合成规整的MoS2球形结构及复合形态MoS2提供了新的途径。