中国科学院材料磨损与防护重点实验室/先进润滑与防护材料研究发展中心知识库

本论文系统地开展了单分子层表面修饰纳米颗粒的制备与摩擦学性能的研究，获得了以下具有一定创新意义的结果：
1、以烷基硫醇和N，N-二烷基二硫代氨基甲酸盐为修饰剂，利用不同方法制备了单分子层表面修饰铜、镍、铜镍合金及硫化铜纳米颗粒，通过改变工艺条件可以有效地控制纳米颗粒的粒径大小与形状等。成功拓展了单分子层表面修饰纳米颗粒的制备方法及纳米核的种类。
2、对所制备的单分子层表面修饰纳米颗粒的结构用多种现代分析手段进行了表征，结果表明：修饰剂通过自组装作用在纳米颗粒表面形成了单分子层，有效地保护了无机纳米核，并使其具有疏水亲油、高稳定性、可分散于有机溶剂的特性和特征等。此外，烷基硫醇单分子层表面修饰的Cu 及CuNi 合金在固态下由于碳链在纳米颗粒表面的规整排列及相互缠绕呈现出超晶体结构。 
3、考察了单分子层表面修饰纳米颗粒作为润滑油添加剂的摩擦学性能。结果表明均有明显的作用效果：纳米铜、镍、铜-镍合金及硫化铜颗粒具有突出的抗磨、减摩及极压作用。在磨斑表面分析测试结果的基础上，从摩擦化学角度提出了纳米颗粒摩擦学作用机理：纳米颗粒（Cu、Ni、CuS）添加剂在边界润滑的条件下，在摩擦机械能作用下发生了其成核物质向摩擦副表面的沉积并形成沉积膜，沉积膜层的存在降低了摩擦副间的剪切强度，阻止了导致润滑失效的摩擦副表面的破坏性接触，并在一定程度上动态地抵消了磨损，从而使其表现出好的减摩、抗磨与极压性能。相反，根据XPS 分析结果，铜-镍合金纳米颗粒在摩擦过程中没有沉积到摩擦副，其减摩作用机理可能是一种弹性滚动机制。
4、开发了单分子层修饰纳米铜颗粒的中试放大技术，并对产品作为润滑油添加剂的性能进行了初步评价，结果表明：制备的产品作为润滑油添加剂在多种成品润滑油中具有良好的抗磨、减摩等摩擦学性能，并且具有突出的节油特性。