掺杂的碳量子点如何帮助摩擦学表现？

在最近发表在《杂志》上的文章中应用的表面科学亚博老虎机网登录，研究人员讨论了用银作为润滑油掺杂的碳量子点的实用性，以改善各种温度下的摩擦学性能。

学习：用银掺杂的碳量子点作为润滑油添加剂，以增强各种温度下的摩擦学性能。图片来源：Tayfun Ruzgar/Shutterstock.com

背景

科学界最关注的问题之一是节能。节能的重要策略是优化和改进摩擦学过程，例如减少摩擦和磨损。现在可用于减少摩擦和磨损的最佳方法，延长机械系统的用途寿命，并降低生产成本是使用润滑剂。纳米添加剂可以成功地保护摩擦对免受严重磨损的影响。碳量子点（CQD）创建了一个全新的碳纳米材料类别，并越来越受欢迎。

作为一种战术，金属和金属氧化物经常用于改善复合润滑剂的机械和热性能。已证明AG成分是各种金属成分之间抗衣和润滑作用的有前途的功能选择。CQD的热和润滑性能可以通过掺杂银分量来改善。离子液体（ILS）表现出广泛的有益的理化特征。IL最近已获得作为稳定剂和培养基的培养基，用于合成和修饰碳基纳米材料。亚博网站下载

作为一个有效，环保和促进性纳米添加的功能性IL修饰的CQD具有很大的希望。

关于研究

在这项研究中，作者使用了一种简单的热液方法来创建用银掺杂（AG-CQD）的CQD。通过将超声振动与IL相结合，增强了多α烯烃（PAO）中Ag-CQD添加剂的色散稳定性。通过四球测试和磁盘往复式设置，在广泛的温度范围内评估了CQD和AG-CQD作为添加剂的摩擦学性能。

该团队利用简单的热液合成过程开发了第一种功能性AG-CQDS化学物质作为乙二胺，临界酸和乙酸银的油添加剂。通过使用1-辛基-3-甲基咪唑烷二氟磷酸盐和超声处理的1辛基基碱和超声处理，给出了PAO碱基油中产生的AG-CQD添加剂。为了最大程度地减少各种摩擦情况下的磨损和摩擦，将AG-CQD油悬浮液应用于金属/金属或陶瓷/金属底机对。

研究人员确定了AG-CQD化合物的结构，化学构成和形态，以及通过摩擦测试以及各种特征的磨损表面状态。根据表征分析和摩擦测试的结果，提出了加入AG-CQD的润滑机制的合理假设。

观察

磨损表面的拉曼特征峰，由PAO润滑，CQDS/IL添加剂在约1322 cm处出现^-1和1587厘米^-1。铁氧化物可能导致出现在711.3 eV处的Fe2p信号。在476.4 ev，CR³⁺在Cr₂o₃被认为是CR2P密集型峰的原因。在反价vol的C1S光谱中鉴定出286.0 eV，284.5 eV和288.5 eV的三个化学偏移峰。在O1S频谱中可以识别出530.6、529.3和531.8 EV处的三个不同的峰。

当添加剂浓度为0.05 wt。％时，可见温度变化最小。在200°C和300°C下，PAO油显示出严重的磨损形态，并具有明显的疤痕直径。合金板上的磨损轨道显示出最大的宽度和深度。在25°C和100°C下，PAO碱基油的摩擦系数低（COF）值为0.125和0.190。

基础油具有最大非塞氏载荷的所有测试样品的负载能力最低（p_b大约490n的值。与PAO相比，CQD和AG-CQDS分散剂的磨损疤痕直径（WSD）值分别降低了29.8％和35.3％。CQDS散布和AG-CQDS散布的COF分别为0.076和0.067，其COF的COF为34.1％和42.2％，低42.2％。

四球测试的发现表明，CQD和AG-CQD添加剂可以成功降低基础油的COF和下球的WSD。与基础油相比，Ag-CQD添加剂可能会导致42.2％的COF和WSD降低35.3％，浓度为0.05 wt。％。当环境温度超过200°C时，CQD和AG-CQD添加剂可以显着降低摩擦和磨损。

与CQD相比，AG-CQD表现出优异的润滑性能。由Ag-CQD，碳酸盐，多组分氧化物和氮化物组成的互环膜的产生被认为是润滑机制。这部电影有效地保护了摩擦对，并保持低摩擦和磨损。

结论

总之，这项研究阐明了Ag-CQDS化合物的发展作为一种润滑油添加剂，并使用水热过程。超声振动的IL添加增加了PAO碱基油的色散稳定性。CQD和AG-CQD可以使用简单的热液方法制成，在IL修饰和超声处理的结合下，具有窄尺寸分布的制备颗粒在PAO中分布良好。yabo214

在四球测试下，AG-CQD和CQDS添加都可以大大提高PAO油的润滑能力。AG-CQD和CQD添加剂可能会由于其超肌的大小而到达损坏的区域以实现修补。

由于添加了AG成分，从而提高了润滑剂的承载能力，因此AG-CQD添加剂在减少摩擦方面的表现优于CQDS添加剂。在相互滑动设置的相对较低的温度下，CQD和AG-CQD分散体的COF略低于基础油的COF。与CQDS分散剂和基础油相比，随着温度升高，AG-CQDS色散显示出较低的COF和较小的磨损体积。

来源

Wang，J.，Li，X.，Deng，Y。等。用银掺杂的碳量子点作为润滑油添加剂，以增强各种温度下的摩擦学性能。应用表面科学154029（202亚博老虎机网登录2）。https://www.亚博老虎机网登录sciendirect.com/science/article/abs/pii/s0169433222015690

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