Page 3 - 摩擦学学报2025年第4期
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第 45 卷     第 4 期                      摩擦学学报（中英文）                                       Vol 45   No 4
            2025  年 4  月                                 Tribology                                   Apr, 2025

            DOI: 10.16078/j.tribology.2024021        CSTR: 32261.14.j.tribology.2024021

            胡广浩, 刘沙, 张瑞, 刘淑娟, 叶谦, 周峰. 大蒜油功能化炭纳米材料的制备及其摩擦学性能[J]. 摩擦学学报（中英文）, 2025,
            45(4):  491−501.    HU  Guanghao,  LIU  Sha,  ZHANG  Rui,  LIU  Shujuan,  YE  Qian,  ZHOU  Feng.  Preparation  of  Garlic  Oil-
            Functionalized Carbon Nanomaterials for Tribological Application[J]. Tribology, 2025, 45(4): 491−501.



                                  大蒜油功能化炭纳米材料的


                                         制备及其摩擦学性能



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                                   胡广浩 , 刘  沙 , 张  瑞 , 刘淑娟 , 叶  谦 , 周  峰            1,2
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                        (1. 西北工业大学 先进润滑与密封材料研究中心 凝固技术国家重点实验室，陕西 西安 710072；
                             2. 中国科学院兰州化学物理研究所 固体润滑国家重点实验室，甘肃 兰州 730000)
                摘   要: 在日常生活和工业生产中，摩擦会导致能量损耗、机械使用寿命缩短和效率降低. 寻求有效的减摩抗磨方法
                引起了广泛的关注. 润滑油是降低摩擦和减小磨损的有效方法. 随着工业的飞速发展，基础油由于性能单一已经难
                以满足现代工业的飞速发展，而润滑添加剂可以弥补基础油的性能不足，是改善润滑性能的有效方法. 炭纳米材料
                由于具有良好的化学稳定性、优异的机械性能和高导热性能等，成为润滑剂添加剂的理想材料. 本文中采用苯胺和
                吡咯界面聚合的方式制备聚苯胺吡咯(PACP)，并将其作为前驱体，经过一定温度碳化后制备1类有机炭纳米材料(PCN).
                随后用KH590对PCN进行表面改性，制备出表面接枝-SH的炭纳米材料(SH-PCN). 最后用大蒜油(GO)对SH-PCN进
                一步功能化，提高炭纳米材料在基础油中的分散稳定性及摩擦学性能. 大蒜油由于富含一系列有机硫化物，主要成
                分包括二烯丙基二硫化物，其化学结构与硫化异丁烯相似，因此表现出良好的极压能力，通过偶联剂接枝将大蒜油
                与炭基体进行化学键合，获得大蒜油功能化的炭纳米材料. 对大蒜油功能化的炭纳米材料的结构、形貌和组成等进
                行了一系列的分析表征. 从形貌中可以看出经过高温炭化后PCN依然保持着良好的球体，这是由于PACP的超交联
                共轭结构；FT-IR，XPS及Zeta电位测试结果表明了大蒜油GO成功接枝到有机炭纳米材料上. 研究了其作为润滑油
                添加剂的摩擦学性能，所制备的GO-SH@PCN-500作为润滑添加剂可将基础油的抗载荷能力从200 N提高到450 N，
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                平均摩擦系数从0.18降低到0.11，磨损体积从2.5×10  μm 降低到0.13×10  μm . 进一步对磨斑表面分析后得知，在摩
                擦过程中炭纳米材料和钢基体发生摩擦化学反应，生成以碳氮化物、铁硫化物和铁氧化物等为主的摩擦保护膜，阻
                止了摩擦副的直接接触，从而保护摩擦副表面，减少摩擦磨损. 本研究中为制备炭纳米润滑添加剂材料提供了1种
                可行思路，获得了影响润滑添加剂摩擦学性能的因素，有助于进一步设计高性能炭纳米润滑添加剂材料.
                关键词: 炭纳米材料; 润滑添加剂; 大蒜油; 点击反应; 减摩抗磨
                中图分类号: TH117.1;TB39            文献标志码: A                    文章编号: 1004-0595(2025)04–0491–11


                           Preparation of Garlic Oil-Functionalized Carbon
                               Nanomaterials for Tribological Application


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                          HU Guanghao , LIU Sha , ZHANG Rui , LIU Shujuan , YE Qian , ZHOU Feng 1,2
                      (1. State Key Laboratory of Solidification Processing, Center of Advanced Lubrication and Seal Materials,


            Received 19 January 2024, revised 2 May 2024, accepted 7 May 2024, available online 8 August 2024.
            *Corresponding author. E-mail: yeqian213@nwpu.edu.cn, Tel: +86-29-88460684.
            This project was supported by the National Natural Science Foundation of China (U23A20623), the Western Light Project of CAS
            (xbzg-zdsys-202118) and the Research Fund of the State Key Laboratory of Solidification Processing, (2023-TS-03).
            国家自然科学基金项目(U23A20623)、中国科学院西部之光项目(xbzg-zdsys-202118)和凝固技术国家重点实验室自主研究课
            题(2023-TS-03)资助.
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