四氧化三铁-二硫化钨纳米复合润滑剂

随着人类对太空探索的不断深入，越来越多的空间飞行器被送入太空。美国国家航空航天局指出，由于润滑失效导致空间飞行器工作异常或失败已成为 影响空间飞行器有效服役时间的一个重要因素，因此，如何保持空间飞行器关 键部件的良好润滑是一个非常重要的问题。

目前对于直接暴露在空间环境的飞行器运动部件而言，采用二硫化钨(WS₂)作润滑剂应用较为常见。二硫化钨是钨和硫的化合物，是一种性能极为优良的新型固体润滑材料，不仅适用于一般润滑条件，还可用于高温、高压、高真空、高负荷、有辐射线及腐蚀性介质的工作环境；然而，WS₂在摩擦后容易从摩擦界面脱落，因此，如何延长WS₂在空间摩擦副的润滑时效亟需解决。

研究发现，纳米Fe₃O₄是一种具有铁磁性纳米颗粒，在铁磁性摩擦副摩擦过程中能被磁化，因此能牢牢吸附在摩擦界面，如果能将纳米Fe₃O₄与WS₂纳米片复合，则有可能形成新的纳米复合润滑剂，延长WS₂纳米片的润滑时效。

采用水热合成法。先将二硫化钨球磨至平均粒径小于5μm，然后将2.48g球磨后二硫化钨加入20mL甘油润湿，接着加入80mL甘油中进行超声分散，超声分散的时间为 22h，超声分散的温度为110℃，离心10min，离心速度为3000rpm，去除底部未剥离的颗粒，收集上层溶液得到二硫化钨纳米片甘油分散液；

向二硫化钨纳米片甘油分散液中，依次加入0.134g草酸钠、0.540g六水合氯化铁、4.08g乙酸钠，超声分散后进行水热反应，超声分散的温度为85℃， 超声分散的时间为1h，水热反应的温度为160℃，水热反应的时间为20h，采用丙酮进行清洗后干燥得到四氧化三铁-二硫化钨纳米复合润滑剂，干燥温度为 50℃，干燥时间为4h。

借助四氧化三铁纳米颗粒的磁性，能显著延长二硫化钨纳米片在摩擦面的有效润滑时间；此外，四氧化三铁纳米颗粒还能在二硫化钨纳米片表面形成微滚珠效应，从而进一步提升二硫化钨纳米片的润滑效果。同时，通过制备条件的控制，四氧化三铁-二硫化钨纳米复合润滑剂产品产率高、分散性好、制备成本较低，制备过程安全、工艺简便、易于规模化生产。

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