四氧化三鐵-二硫化鎢納米複合潤滑劑

隨著人類對太空探索的不斷深入，越來越多的空間飛行器被送入太空。美國國家航空航天局指出，由於潤滑失效導致空間飛行器工作異常或失敗已成為 影響空間飛行器有效服役時間的一個重要因素，因此，如何保持空間飛行器關 鍵部件的良好潤滑是一個非常重要的問題。

目前對於直接暴露在空間環境的飛行器運動部件而言，採用二硫化鎢(WS₂)作潤滑劑應用較為常見。二硫化鎢是鎢和硫的化合物，是一種性能極為優良的新型固體潤滑材料，不僅適用於一般潤滑條件，還可用於高溫、高壓、高真空、高負荷、有輻射線及腐蝕性介質的工作環境；然而，WS₂在摩擦後容易從摩擦介面脫落，因此，如何延長WS₂在空間摩擦副的潤滑時效亟需解決。

研究發現，納米Fe₃O₄是一種具有鐵磁性納米顆粒，在鐵磁性摩擦副摩擦過程中能被磁化，因此能牢牢吸附在摩擦介面，如果能將納米Fe₃O₄與WS₂納米片複合，則有可能形成新的納米複合潤滑劑，延長WS₂納米片的潤滑時效。

採用水熱合成法。先將二硫化鎢球磨至平均粒徑小於5μm，然後將2.48g球磨後二硫化鎢加入20mL甘油潤濕，接著加入80mL甘油中進行超聲分散，超聲分散的時間為 22h，超聲分散的溫度為110℃，離心10min，離心速度為3000rpm，去除底部未剝離的顆粒，收集上層溶液得到二硫化鎢納米片甘油分散液；

向二硫化鎢納米片甘油分散液中，依次加入0.134g草酸鈉、0.540g六水合氯化鐵、4.08g乙酸鈉，超聲分散後進行水熱反應，超聲分散的溫度為85℃， 超聲分散的時間為1h，水熱反應的溫度為160℃，水熱反應的時間為20h，採用丙酮進行清洗後乾燥得到四氧化三鐵-二硫化鎢納米複合潤滑劑，乾燥溫度為 50℃，乾燥時間為4h。

借助四氧化三鐵納米顆粒的磁性，能顯著延長二硫化鎢納米片在摩擦面的有效潤滑時間；此外，四氧化三鐵納米顆粒還能在二硫化鎢納米片表面形成微滾珠效應，從而進一步提升二硫化鎢納米片的潤滑效果。同時，通過製備條件的控制，四氧化三鐵-二硫化鎢納米複合潤滑劑產品產率高、分散性好、製備成本較低，製備過程安全、工藝簡便、易於規模化生產。