NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU NANO WS2  ỨNG DỤNG LÀM DUNG DỊCH HỖ TRỢ BÔI TRƠN

Phạm Minh Tân; Seng Ranika; Hoàng Tiến Đạt; Nguyễn Văn Trường

doi:10.34238/tnu-jst.8095

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VẬT LIỆU NANO WS2 ỨNG DỤNG LÀM DUNG DỊCH HỖ TRỢ BÔI TRƠN

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 08/06/23 Ngày hoàn thiện: 23/06/23 Ngày đăng: 23/06/23

Các tác giả

1. Phạm Minh Tân , Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - ĐH Thái Nguyên
2. Seng Ranika, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - ĐH Thái Nguyên
3. Hoàng Tiến Đạt, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - ĐH Thái Nguyên
4. Nguyễn Văn Trường, Trường Đại học Kỹ thuật Công nghiệp - ĐH Thái Nguyên

Tóm tắt

Trong nghiên cứu này, chúng tôi nghiên cứu và chế tạo vật liệu nano hai chiều WS₂ bằng phương pháp bóc tách pha lỏng với sự hỗ trợ của rung siêu âm. Tính chất cấu trúc của vật liệu được khảo sát bằng giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD). Pha bán dẫn 2H của vật liệu WS₂ được giữ nguyên sau quá trình bóc tách. Kích thước của các hạt nano được nghiên cứu thông qua kính hiển vi điện tử quét (SEM). Kích thước các tấm WS₂ giảm đáng kể từ hàng chục micromet còn vài micromet. Tính chất quang được nghiên cứu bằng phổ tán xạ Raman. Các kết quả đã chỉ ra rằng các tấm WS₂ dạng khối (B-WS₂) đã được tách ra thành các tấm mỏng (E-WS₂) có độ dày khoảng từ 3 – 12 lớp nguyên tử. Dung dịch hỗ trợ bôi trơn với 0,15% khối lượng của E-WS₂ đã được sử dụng trong gia công khoan tấm composite đã cho hiệu quả rõ rệt so với gia công với dung dịch hỗ trợ bôi trơn không có hạt nano. Chất lỏng nano này cho thấy tiềm năng vượt trội để trở thành ứng cử viên đầy triển vọng cho chất bôi trơn trong quá trình khoan các loại vật liệu khác nhau. Vật liệu nano WS₂ đóng vai trò là một chất phụ gia quan trọng trong chế tạo dung dịch hỗ trợ bôi trơn.

Từ khóa

Nano hai chiều; Graphene/WS2; Gia công cơ khí; Khoan composite; Chất lỏng nano

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo

[1] L. A. Kolahalam, I. V. K. Viswanath, B. S. Diwakar, B. Govindh, V. Reddy, and Y. L. N. Murthy, “Review on nanomaterials: Synthesis and applications,” Mater. Today Proc., vol. 18, pp. 2182-2190, 2019.

[2] A. Meneses-Franco, E. Soto-Bustamante, and M. Kogan-Bocian, “A Brief overview on synthesis and characterization of nanomaterials,” in Active Plasmonic Nanomaterials, Pan Stanford Publishing, 2015, p. 143.

[3] X. Zhao, X. Ma, J. Sun, D. Li, and X. Yang, “Enhanced Catalytic Activities of Surfactant-Assisted Exfoliated WS₂ Nanodots for Hydrogen Evolution,” ACS Nano, vol. 10, pp. 2159-2166, 2016.

[4] N. Dong, Y. Li, Y. Feng, S. Zhang, X. Zhang, C. Chang, J. Fan, L. Zhang, and J. Wang, “Optical Limiting and Theoretical Modelling of Layered Transition Metal Dichalcogenide Nanosheets,” Sci. Rep., vol. 5, 2015, Art. no. 14646.

[5] M. Mohl, A. R. Rautio, G. A. Asres, M. Wasala, P. D. Patil, S. Talapatra, and K. Kordas, “2D Tungsten Chalcogenides: Synthesis, Properties and Applications,” Adv. Mater. Interfaces, vol. 7, 2020, Art. no. 2000002.

[6] Y. Ma, Y. Dai, M. Guo, C. Niu, J. Lu, and B. Huang, “Electronic and magnetic properties of perfect, vacancy-doped, and nonmetal adsorbed MoSe₂, MoTe₂ and WS₂ monolayers,” Phys. Chem. Chem. Phys., vol. 13, pp. 15546-15553, 2011.

[7] D. Voiry, H. Yamaguchi, J. Li, R. Silva, D. C. B. Alves, T. Fujita, M. Chen, T. Asefa, V. B. Shenoy, G. Eda, and M. Chhowalla, “Enhanced catalytic activity in strained chemically exfoliated WS₂ nanosheets for hydrogen evolution,” Nat. Mater., vol. 12, pp. 850-855, 2013.

[8] N. Hu, X. Zhang, X. Wang, N. Wu, and S. Wang, “Study on Tribological Properties and Mechanisms of Different Morphology WS₂ as Lubricant Additives,” Materials, vol. 13, 2020, Art. no. 1522.

[9] Y. C. Ean, J. H. Kim, S. G. Choi, W. Y. H. Liew, N. J. Siambun, and S. S. Kim, “The Effect of WS₂ Powder Added Lubricant on Friction and Wear of Tetrahedral Amorphous Carbon Coating Films,” Journal of Friction and Wear, vol. 38, pp. 450-454, 2017.

[10] Q. D. Pham, M. D. Tran, M. T. Ngo, T. L. Tran, V. T. Dang, and V. T. Nguyen, “Improvement in the Hard Milling of AISI D2 Steel under the MQCL Condition Using Emulsion-Dispersed MoS₂ Nanosheets,” Lubricants, vol. 8, 2020, Art. no. 62.

[11] T. D. Hoang, Q. H. Ngo, N. H. Chu, T. H. Mai, T. Nguyen, K. T. Ho, and D. Nguyen, “Ultrasonic assisted nano-fluid MQL in deep drilling of hard-to-cut materials,” Materials and Manufacturing Processes, vol. 37, pp. 712-721, 2022.

[12] S. Sharma, S. Bhagat, J. Singh, R. C. Singh, and S. Sharma, “Excitation-dependent photoluminescence from WS₂ nanostructures synthesized via top-down approach,” J. Mater. Sci., vol. 52, pp. 11326-11336, 2017.

[13] H. Lin, J. Wang, Q. Luo, H. Peng, C. Luo, R. Qi, R. Huang, J. Travas-Sejdic, and C. G. Duan, “Rapid and highly efficient chemical exfoliation of layered MoS₂ and WS₂,” J. Alloys Compd., vol. 699, pp. 222-229, 2017.

[14] L. Liang and V. Meunier, “First-principles Raman spectra of MoS₂, WS₂ and their heterostructures,” Nanoscale, vol. 6, pp. 5394-5401, 2014.

DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.8095

Các bài báo tham chiếu

Hiện tại không có bài báo tham chiếu



Ghi nhớ