1、 1 中文 9200 字 出处： J. Kogovek, M. Remkar, M. Kalin. Lubrication of DLC-coated surfaces with MoS 2, nanotubes in all lubrication regimes: Surface roughness and running-in effectsJ. Wear, 2013, 303(12):361-370. Lubrication 的 DLC 涂层表面 MoS2纳米管的润滑机制 ：表面粗糙度和磨合效果 摘 要 二 硫化钼和 WS2纳米粒子，一方面，与 DLC 涂层相结合，另一方面，正受到越来
2、越多的摩擦学应用的关注。然而，调查研究表明将纳米粒子DLC 涂层和润滑两个概念联系在一起是非常少的，并且这方面的研究成果也非常有限。在这项工作中，我们通过研究表面粗糙度的影响，来认识润滑系统，并在所有润滑机制下研究 DLC 涂层。我们还提出了一种有关表面粗糙度如何影响二硫化钼纳米管润滑效果的模型。 该模型是基于 2D， 1： 1 工程尺度的投影，包括粗糙 度 ，纳米粒子和薄膜厚度，是一种独立的接触材料。 众所周知 ，通过添加纳米管到基础油中来降低摩擦系数， DLC 的添加量达到 50以上时表面会平滑，类金刚石涂层的表面和相 ， 要高达 40 DLC 涂覆才会使表面光滑。在边界光滑的条件下，纳米
3、颗粒是最有效的，并且对 EHL 机制的影响可以忽略。表面粗糙度具有明显双重效果：当摩擦较低的表面比较粗糙时，与类金刚石涂层的表面对比，粗糙表面是能够在工件运用期间更好地保留纳米粒子。（与 2013 爱思唯尔 B.V.保留所有权利。） 关键词 ： 纳米粒子 ， DLC， 二硫化钼纳米管 ， 表面粗糙度 ， 油 ，润滑油添剂 2 1.介绍 二硫化钼和 WS2 是众所周知的固体润滑剂。基于具有较强的层内分层结构和软夹 层，他们可以提供任何一个低剪切阻力来施加剪切应力，从而降低摩擦表面与表面之间的接触 1-4。由于纳米粒子的发现，特别是富勒烯状纳米颗粒形式 CLES 和纳米管 5-7，它们在被发现之后
4、，运用在了增加润滑剂的性能方面。据报道，二硫化钼和 WS2 纳米粒子在边界润滑的性能非常好，特别是与钢 8-17。鉴于几个机制的影响，我们提出了解释纳米粒子作为润滑剂在钢中的的行为： （ a） 滚动摩擦 8,9； （ b） 纳米颗粒作为隔离物8,9； 以及 （ c） 第三体薄膜，润滑膜形成材料转移 10,15,16,18。 另一方面， DLC 覆层也众所周知，它具有高硬度，低摩擦性，良好的抗 益效果磨损性 和抗粘连性能，以及在边界润滑和无润滑条件 的 19-22性能。因此它很可能能够改进边界润滑 DLC 涂层和二硫化钼纳米粒子这两者的属性，它们可以同时运用于边界润滑浓度触点，以改善常规材料的性
5、能。这个组合可以成功，他们 的 协同效应润滑效果会在我们 最近 的研究中证实。其中一新颖的物理概念，基于物理的润滑理念，即绿色润滑技术的概念被提出16。 然而，根据调查。类金刚石涂层和纳米颗粒的组合仍然很有限 14,16。因此，在本研究中，我们调查了不同的表面粗糙度对 二硫化钼纳米管润滑效果影响与 PAO 油混合的表现。并且在相同的研究条件下，将所有的润滑状态性能与钢材表面进行了研究比较，结果报道在一个相关的配套文件中 17。此外，我们还考虑了不同的操作阶段，早期，以及 2 小时之后，当表面已经得到了很好的磨合时，纳米粒子也有机会 “ 逃脱 ” 束缚。纳米粒子在表面接触中的作用已经被认为是非常
6、重要，并且经过很多次讨论过 23-25。 我们在本研究中表明，纳米粒子显著减少 DLC/DLC 接触摩擦 ，尤其是在边界润滑状态下，纳米管的 表面粗糙度显着影响润滑效果。同时随着时间的推移，表面 粗糙 性能 的变化很少，也就是说，经过磨合，光滑的类金刚石涂层润滑与含纳米管的油面始终提供最低的摩擦。为了解释纳米润滑触点对表面粗糙度的影响（任何类型的材料），我们基于图形模型呈现这样的效 3 果， 2 维简称 AE，表面轮廓实际是 1:1 投影比例，纳米颗粒，膜和薄膜厚度也同样。 4 2.实验细节 2.1 二硫化钼纳米管 二硫化钼纳米管具有低于 100nm 的直径和长达 20 微米的长度，在1073k 的温度下将 Mo6S4I6 渗硫，反应 1 小时 生成气体，气体的体积为98 的 Ar， 1 的 H2S（体积）和 1 的 H226（体积）。 渗硫过程 中的碘完全从起始物质提取，用硫置换出来， X-射线粉末衍射和 X 射线能量色散分析二硫化钼化合物中的成品碘。
