Page 6 - 摩擦学学报2025年第4期

494 摩擦学学报（中英文） 第 45 卷

1.5 摩擦学性能表征 2.2 理化性质表征
本文中所有的摩擦学性能测试均基于SRV-5微振 XPS表征进一步证实了偶联剂KH590的键合和
动摩擦磨损试验机进行，通过上试样球和下试样盘之 大蒜油GO的成功接枝. 图3(a)所示为经过偶联剂
间的点对面接触来进行摩擦学性能测试. 其中上下试 KH590改性后的SH@PCN-500的XPS全谱中出现了位
样采用的是GCr15钢加工而成的直径为10 nm的球体 于102 eV (Si 2s)和152 eV (Si 2p)的2个新峰. 图3(b)所
和Φ24 mm×8 mm的圆柱体，硬度均为65 HRC. 通过 示为SH@PCN-500的Si 2p精细谱，位于102.5 eV的峰对
NPFLEX三位轮廓仪(布鲁克)表征获得的磨斑形貌， 应Si-O键，这是由于KH590通过硅氧键水解和PCN-500
表面的羟基发生脱水反应生成共价键. C元素是样品
并利用软件计算得到相应的磨损体积.

中最重要的骨架元素，如图3(c)所示，GO-SH@PCN-
2 结果与讨论 500的C 1s谱中出现位于284.7、285.6和288.7 eV处的

3个峰，分别归属于C-C/C-H、C-O/C-N和C=O. 图3(d)
2.1 微观形貌表征
所示为GO-SH@PCN-500的S 2p精细谱，位于163.5和
图2(a~b)所示为PACP和GO-SH@PCN-500的SEM
164.4 eV的信号分别归属于C-S-S-C结构和SO -C结构，
2
照片，通过苯胺吡咯的胶束界面聚合策略成功得到了
[15]
表明GO成功接枝到SH@PCN-500表面 . 图3(e)所示
均匀的球状PACP，经过高温碳化和改性处理后的样
为红外光谱，发现经过KH590改性后，炭材料在800
品依然保持完整的球形形貌. 由GO-SH@PCN-500的 −1 [16]
和1 120 cm 处出现新峰，归属于O-Si-O结构 ，2 930
HAADF图中可以看出，球状结构表面有1层膜状物， −1
和2 560 cm 处的吸收峰分别对应于KH590中亚甲基
如图2(c)所示，这主要是由于PCN-500纳米球表面键 的C-H伸缩振动和S-H伸缩振动，690 cm 处的吸收峰
−1
合了偶联剂KH590并且成功接枝了大蒜油化合物GO. [17]
归属于S-C键 .
C、N和O元素来自苯胺和吡咯胶束界面聚合后形成的 图3(f)所示为热重结果，可以看出PCN-500由于经
碳骨架结构，从相应的mapping图谱中可以观察到C、 过高温碳化，因而在此温度区间内质量变化不明显.
N、O元素呈现均匀分布，如图2(d~f)所示，表明PCN-500 经过KH590改性后的SH@PCN-500则在300 ℃左右出
纳米球在经过高温碳化和改性处理后依然保持完整 现热失重，这是由于部分偶联剂分子和有机链的热分解
的球形形貌. 在Si元素和S元素的mapping图中可以发现 所致，最终质量损失为14.8% (质量分数). 经过GO接枝
其分布状态与膜状物分布状态基本保持一致，如图2(g~h) 后的GO-SH@PCN-500，则表现出更多的热失重(18.3%，
所示，表明偶联剂KH590和大蒜油GO的成功接枝. 质量分数)，与SH@PCN-500相比，热失重率增加3.5% (质

(a) (b) (c) HAADF (d) C

200 nm 1 μm 200 nm 200 nm

(e) N (f) O (g) Si (h) S

200 nm 200 nm 200 nm 200 nm

Fig. 2 SEM micrographs of (a) PACP and (b) GO-SH@PCN-500; (c) HAADF micrographs of GO-SH@PCN-500,
and the corresponding EDS mappings of (d) C, (e) N, (f) O, (g) Si, (h) S
图 2 (a) PACP和(b) GO-SH@PCN-500形貌的SEM照片；(c) GO-SH@PCN-500的HAADF图像和相应的
(d) C、(e) N、(f) O、(g) Si、(h) S元素的mapping图谱