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CeO₂纳米颗粒因其出色的减摩抗磨和承载能力而成为潜在的减摩抗磨添加剂。然而，氧化物纳米粒子的剪切烧结摩擦成膜机制极大地限制了摩擦膜的成膜速率和厚度。二烷基二硫代磷酸锌（ZDDP）作为应用最广泛的小分子抗磨添加剂具有较高成膜速度，但摩擦系数较高且承载能力远弱于烧结摩擦膜。如何将纳米添加剂与小分子抗磨剂的优势相结合，优化ZDDP和CeO₂摩擦膜的微观结构，最终快速并长期有效的保护摩擦表面是一个亟待研究的课题。
采用耗散石英晶体微天平（QCM-D）研究CeO₂和ZDDP在金属表面的吸附行为，进一步探讨吸附速率和平衡吸附质量对摩擦膜的最大无卡咬负荷（PB）、耐磨性和承载能力的影响。通过聚焦离子束（FIB）、能量色散X射线光谱（EDS）和X射线光电子能谱（XPS）分析摩擦膜的成分和微观结构，从CeO₂纳米微粒和ZDDP在金属表面的协同吸附行为、二者之间的摩擦化学反应、摩擦膜的独特微观结构三方面探讨CeO₂纳米微粒和ZDDP快速形成超厚摩擦膜的协同机理。
CeO₂纳米微粒与ZDDP复配时，ZDDP单层刚性吸附和CeO₂粘弹性吸附的协同共吸附模式，表现出最高的吸附速率，对应最大的PB值。二者形成以非晶磷酸盐为粘结剂、CeO₂纳米微粒为填充相的纳米复合结构摩擦膜，两相界面生成的CePO4进一步提高了摩擦膜的成膜速率和承载能力，导致摩擦膜厚度最终稳定在2 μm。CeO₂纳米微粒与ZDDP在摩擦表面迅速形成的CeO₂纳米晶/无定形磷酸盐纳米复合结构超厚摩擦膜，既保持了CeO₂的低摩擦特性，又实现了高PB值以及高承载能力。
本研究通过小分子添加剂与纳米颗粒复合形成纳米复合结构超厚摩擦膜，有效减少了成膜诱导期内机械表面的磨损损失，同时极大提高了摩擦膜的承载能力。为多功能纳米复合添加剂的设计以及高性能成品油体系的开发提供思路。
雷雪，2021年硕士毕业于河南大学纳米材料工程研究中心。主要研究方向为纳米添加剂的制备及纳米添加剂与机油添加剂的协同作用机制。
张玉娟，河南大学纳米材料工程研究中心教授，博士生导师。研究领域为固体润滑涂层的摩擦学、纳米添加剂的规模化生产和工业应用。主持国基自然科学基金2项。发表学术论文30余篇。授权发明专利19项，其中美国专利2项。
张晟卯，河南大学纳米材料工程研究中心教授，博士生导师，河南省杰出创新青年，中原科技创新领军人才，河南省优秀专家。主要从事可分散性纳米材料的规模化制备及其在摩擦学中的应用研究。主持国家自然科学基金2项、省部级项目8项。发表相关学术论文100余篇，授权发明专利27项，其中美国专利2项，产业化6项。相关工作获国家技术发明二等奖1项，河南省科技进步奖一等奖1项；中国机械工业科学技术一等奖1项。
期刊简介
Friction（《摩擦（英文）》）是清华大学主办的国内首个摩擦学领域国际学术期刊，旨在发表和出版涵盖接触、摩擦、磨损、润滑、表面粘着和界面科学跨学科的创新性研究论文及专题性综述文章，致力于为国内外摩擦学和表面界面科学领域的学者搭建一流的国际学术交流平台，促进摩擦学在中国和国际学术界之间的交流和发展。其2021年影响因子为4.924，五年影响因子为5.662，位居Q1区。2019年入选“中国科技期刊卓越行动计划”领军期刊（全国共22项），2021年荣获“第五届中国出版政府奖期刊奖提名奖”。2022年变为月刊，年发文量120篇，在Springer平台和SciOpen平台同时完全开放获取出版。
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