| 超声分散法制备金属、合金和硫化物纳米材料及其摩擦学性能研究 | |
| 李志伟 | |
| Subtype | 理学博士 |
| Thesis Advisor | 党鸿辛 |
| 2006-12-06 | |
| Degree Grantor | 中国科学院研究生院 |
| Department | 固体润滑国家重点实验室 |
| Degree Discipline | 物理化学（含：化学物理） |
| Keyword | 超声分散法 金属 合金 纳米微粒 摩擦学性能 Ultrasonic Dispersion Metal Alloy Nanoparticles Tribological Properties |
| Abstract | 本文以低熔点金属为原料，在制备过程中引入超声波，利用超声分散的方法成功制备了多种金属、合金纳米微粒以及有机化合物表面修饰的金属纳米微粒，同时探讨了超声分散法制备金属纳米微粒的合成机理。在此基础上，利用金属的活泼性，通过置换的方法制备出了高熔点的铜和锡铜合金纳米微粒。通过改变溶剂的化学组成，在制备金属单质的基础上引入硫源，成功合成了具有光学特性的半导体硫化物纳米微粒。在合成纳米材料的时候，通过改变反应参数可以实现对纳米材料形貌与尺寸的控制。同时研究了金属、合金及其化合物纳米微粒用作润滑油添加剂的摩擦学性能及其磨损机制，获得了一些具有创新意义的结果： 1. 在超声分散法制备金属单质、合金纳米材料过程中，由于超声波产生的强烈剪切作用，其使熔融的金属单质或合金液滴分散成纳米液滴状，这是一动态平衡状态。当体系中存在表面修饰剂时，表面修饰剂与金属单质、合金表面发生反应，化学修饰在金属液滴表面，阻止了纳米液滴间的碰撞长大，此时体系形成一个类乳液状态；当体系中没有表面修饰剂时，体系中的金属或合金纳米液滴由于活性比较高，于是就容易发生氧化以及吸附溶剂分子，从而降低由于液滴尺寸变化引起的表面能增大的能量。表面修饰剂或吸附的溶剂分子，一方面可以阻止纳米液滴的团聚，另一方面，可以降低液滴表面能提高在溶剂中的分散性能，最后体系降温后就得到金属单质、合金纳米微粒。 2. 在合成纳米材料的时候，通过改变反应参数可以实现对纳米材料形貌与尺寸的控制。通过改变超声波的输出功率、改变反应溶剂的种类以及表面修饰剂的控制使用，可以影响金属单质、合金纳米材料的粒径分布及平均粒径大小。 3. 低熔点金属纳米微粒用作润滑油添加剂能够显著提高基础油的抗磨性能，其抗磨作用可能是载体作用机制。另外，合金纳米微粒表现出优于单一金属纳米微粒的摩擦学性能，这一特性可能与合金结构有关。 4. 在超声波的作用下，利用置换的方法根据使用原料的不同，可以制备出高熔点的铜纳米材料以及铜锡合金纳米微粒。当反应原料与铜不易于形成合金时，形成铜纳米微粒，反之形成铜合金。在超声波的作用下，一方面，锡铜两相内部发生相流动，形成锡铜合金；另一方面，表面形成的锡铜合金被超声波强的剪切力作用下被剥离形成更小的液滴，新的锡相裸露出，进一步与醋酸铜发生发应。经过不断的反应、剥离、细化，最终形成完全的锡铜合金液滴。所制备的铜和锡铜合金纳米微粒用作润滑油添加剂能够显著提高基础油的抗磨和减摩性能。 5. 通过改变溶剂的化学组成，在制备金属单质的基础上引入硫源，成功合成了具有光学特性的半导体硫化物纳米微粒。在超声分散过程中，金属液滴通过形成硫化物壳层来阻止金属液滴间的熔合，硫化物壳层向液滴内部进一步发展最终形成硫化物纳米微粒。这类硫化物纳米微粒用作润滑油添加剂能够提高基础油的抗磨性能。 |
| Subject Area | 纳米材料 |
| Document Type | 学位论文 |
| Identifier | http://ir.licp.cn/handle/362003/3003 |
| Collection | 固体润滑国家重点实验室（LSL） |
| Recommended Citation GB/T 7714 | 李志伟. 超声分散法制备金属、合金和硫化物纳米材料及其摩擦学性能研究[D]. 中国科学院研究生院,2006. |
| Files in This Item: | ||||||
| File Name/Size | DocType | Version | Access | License | ||
| 200638李志伟.pdf（3027KB） | 开放获取 | CC BY-NC-SA | View Application Full Text | |||
Items in the repository are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.
Edit Comment