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领域。 1.7.2 稀土在摩擦材料领域的研究进展 由于稀土元素原子特殊的电子层结构，近年来稀土化合物在润滑材料中的应用研究也日益为人们所关注，尤其是其摩擦学作用机制和应用研究受到了材料工作者的普遍关注，相关的研究和开发具有重要的理论意义和应用价值[146]。稀土元素的化学活性强，原子半径大，电负性低，其在摩擦表面的固溶度很低，在晶界处的吸附能力很强，在摩擦表面形成富集。美国贝尔电话研究所和NASA的Lewis中心最早研究了稀土金属的摩擦磨损及粘着性[147]。研究结果表明，与其他相同晶体结构的金属相比，稀土金属的粘着系数低(小于0.4)、硬度低，在高温下氧化生成稀土氧化物，而稀土氧化物在高温下具有一定的润滑性，所以稀土具有高温润滑的可能性。在真空和空气中，稀土金属的摩擦系数和磨损率有明显的差别，这主要是稀土元素的4f轨道电子影响其化学吸附活性所致。一般的无机填料只起到提高刚度和降低成本的作用，而稀土化合物还可改善聚合物的其它性能。王文[148]对不同的烷氧基稀土掺杂改性PS或PMMA进行了一系列研究。

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研究结果表明，烷氧基稀土对聚合物有较好的韧性作用，并与稀土元素的原子序数、原子半径大小有关。王文治等[149]的研究发现：稀土有机配合物WBG可使均聚、共聚聚丙烯的韧性增强，负荷下热变形温度大大提高，断裂强度及弯曲模量也稍有改善，使材料刚性得到保持。Hawk等[150]比较了MoSi2与Mo/Si2/Nb复合材料、铝化物(Fe3Al、TiAl)和氧化陶瓷(Al2O3和PS/ZrO2)的耐磨性，发现添加Nb后MoSi2材料的耐磨性得到了明显改善，其磨损率与Al2O3和PS/ZrO2材料的相当。姜国栋[151]研究了稀土和硅线石对双马来酰亚胺摩擦磨损特性的影响。结果表明，在双马来酰亚胺当中加入适量的稀土元素后，能降低双马来酰亚胺的摩擦系数和磨损量。Sliney[152]研究发现了La2O3、CeO2在高温下的润滑特性。在低于650℃时，氧化物摩擦系数很大，但在高于1000℃时，其摩擦系数可大幅度降低，在常温下稀土氧化物的润滑特性比稀土氟化物差。稀土和稀土化合物被用作极压抗磨添加剂起步较晚，始于上个世纪60年代，仅有40年的历史[153]。稀土元素的化学活性强，原子半径大，电负性低，摩擦表面的熔点低，且很多稀土元素化合物具有六方晶系层状结构，稀土元素的这一特殊性质使稀土元素及其化合物具有极压抗磨和材料改性的特点[154]，对它的开发和应用，具有广阔的应用前景。稀土元素的摩擦化学作用,可以有效地改善润滑油的摩擦学性能，拓宽稀土化合物在润滑材料领域中的应用。连亚峰等[155]研究了轻稀土三氟化物润滑脂添加剂的摩擦学特性及其与稀土的电子结构、键参数和热力学参数之间的关系，同时利用热失重分析(TG)、X射线光电子能谱分析(XPS)和透射电子显微镜(TEM)研究了其极压抗磨作用机理。结果发现，稀土三氟化物以及混合稀土氟化物均能不同程度地提高锂基脂的抗磨性、极压性及抗擦伤能力；稀土三氟化物在摩擦过程中发生一定程度的分解并生成稀土氟氧化物，而且其摩擦分解与稀土三氟化物水解反应有关。张泽抚等[156]合成了水杨醛二肼化丙二酰镧配合物、二烷基二硫代氨基甲酸稀土配合物和棕榈酸稀土配合物等三种稀土配合物，并研究了其作为润滑脂添加剂的摩擦学性能。研究发现，这三种稀土配合物作为润滑脂添加剂具有良好的减摩、抗磨性能，其原因在于这三种稀土配合物在摩擦过程中发生了摩擦化学反应，形成了具有良好润滑作用的边界润滑膜。稀土三氟化物，特别是CeF3、LaF3已经用于润滑油脂中。Qiu Sunqing等[157]研究了CeF3在润滑油脂中的摩擦学性能。