氢氧化镧/碳烟复合润滑添加剂的制备及摩擦学特性

来源：石河子大学学报·自然科学版杂志2025年第2期北京时间：

作者：刘金雨, 李靖, 黄越, 刘天霞

单位：1 北方民族大学化学与化学工程学院, 宁夏 银川 750021; <br/>2 化工技术基础国家民委重点实验室, 宁夏 银川 750021; <br/>3 宁夏太阳能化学转化技术重点实验室, 宁夏 银川 750021

摘要：中国稀土资源丰富,镧是重要的稀土元素,氢氧化镧具有制备方法经济环保和摩擦学性能良好的特性,在摩擦学领域有应用潜力。煤制油碳烟(Coal-to-oilsoot,CS)的减摩抗磨效果有限,为探究氢氧化镧对于煤制油碳烟摩擦学性能提升的影响和润滑机理,本文采用水热法制备油胺改性氢氧化镧复合碳烟纳米材料(La(OH)3/CS),用MRS-10F四球摩擦磨损试验机来考察CS和La(OH)3/CS作为液体石蜡(LP)润滑添加剂的摩擦学性能,借助一系列表征方法对CS、La(OH)3/CS形貌、成份、结构进行分析,通过对磨痕表面进行SEM和XPS表征来分析摩擦学机理。结果表明,La(OH)3/CS的减摩抗磨性能优于CS,在添加浓度为0.3wt%时平均摩擦系数(Averagefrictioncoefficient,AFC)和平均磨斑直径(Averagewearscardiameter,AWSD)均达到最小值,分别为0.0818和0.372mm,相较LP的AFC和AWSD分别减小了33.1%和29.3%。在0.3wt%添加浓度下,与CS相比,La(OH)3/CS在低转速有着更好的减摩效果,AFC较LP降低39.9%,在高转速的工况下二者的抗磨减摩性能相差不大。摩擦机理分析表明:La(OH)3/CS在摩擦过程中能在摩擦表面形成含有C、O、Fe的润滑保护膜,CS的类洋葱状碳在摩擦表面剥落,La(OH)3纳米棒充当轴承,对摩擦表面起到滚动抛光作用,La(OH)3/CS中的CS和La(OH)3的协同作用提升了LP的摩擦学性能。

关键词：煤制油碳烟,油胺,La(OH)3/CS,添加剂,减摩抗磨

基金资助：宁夏自然科学基金项目(2021AAC03181)