原位直接制备纳米铜润滑油及其摩擦学性能研究

以硝酸铜为原料,在100SN,150SN,500SN 3种润滑油基础油微乳液体系中使用原位液相直接制备纳米铜润滑油,使用扫描电镜(SEM)表征制备的纳米铜的表面形貌,使用四球摩擦磨损试验机考察制备的纳米铜润滑油的减摩抗磨和极压性能.结果表明:原位制备的纳米铜颗粒的粒径在20-50 nm之间.在100SN基础油中原位制备的纳米铜润滑油具有较高的承载能力和良好的减摩抗磨性能,可使基础油的最大无卡咬负荷增大27%,在392 N,1 450 r/min条件下,可使基础油的摩擦因数、磨斑直径分别减小3.8%,20%.而在150SN,500SN基础油中原位制备后的纳米铜对润滑油的承载能力没有明显的影响.     

双液超声雾化反应制备纳米CeO_2粉体

以硝酸铈和碳酸氢铵为原料,用双液超声雾化反应法制备了纳米CeO2粉体;用X射线衍射仪和透射电子显微镜分析了雾化温度、焙烧温度、雾化液浓度、表面活性剂等因素对粉体颗粒尺寸和形貌的影响.结果表明:前驱体的物相组成与雾化温度有关,雾化温度60℃时制备的纳米CeO2颗粒团聚现象较轻、均匀性好;培烧温度的提高会使纳米CeO2颗粒迅速长大,比表面积大大减小,200℃焙烧较好;雾化液浓度的减小对颗粒尺寸影响不大,但会使其团聚状况有明显减轻,优化的浓度为0.2 mol·L-1;表面活性剂的加入有利于降低雾化液的表面张力,加入体积分数10%乙醇+0.5%聚乙二醇后,有利于生成更细小、粒径更加均匀的球形颗粒;在以上最佳工艺条件下制备的CeO2颗粒尺寸为3 Nm.     

多孔ZnS纳米片的制备及其作为润滑油添加剂的摩擦学性能研究

以ZnCl2、硫脲(CS(NH2)2)和乙二胺为原料,采用溶剂热法合成ZnS(en)0.5片状前驱物,通过350℃退火处理得到纤锌矿结构的多孔ZnS纳米片;采用XRD、SEM和FT-IR测试样品的结构和形貌;使用油酸对其进行表面修饰,采用四球摩擦磨损试验机考察其作为500SN基础润滑油添加剂的摩擦学行为。研究结果表明:多孔ZnS纳米片作为添加剂能够明显改善500SN基础油的减摩抗磨性能,降低摩擦因数和磨斑直径;摩擦因数和磨斑直径均随多孔ZnS纳米片的添加量的增加先降低后升高,多孔ZnS纳米片的最佳添加量为0.125%(质量分数)。     

化学合成与机械球磨制备的纳米颗粒润滑性能对比*

机械球磨和化学合成法制备的矿物纳米颗粒在化学组成、粒径分布和颗粒形状等方面存在显著不同,为研究2种方法制备的纳米颗粒对抗磨减摩性能的影响,采用环块式摩擦磨损试验机对比分析不同方法制备的纳米蛇纹石颗粒与纳米高岭土颗粒的摩擦学性能。试验结果表明：粒径为200~800 nm的合成纳米蛇纹石的摩擦因数和磨损量最低,球磨高岭土的摩擦因数和磨损量最大;合成纳米蛇纹石颗粒和有机钼减摩剂（MoDTC）复配能够进一步提高润滑性能,在110~130 ℃温度下,相比纯合成纳米蛇纹石颗粒,复配润滑油的摩擦因数降低约52%,相比MoDTC,复配润滑油磨痕宽度减少约13%;150 ℃试验温度下,合成蛇纹石、球磨蛇纹石、合成高岭土与MoDTC复配促进摩擦表面MoS2的生成,进一步降低摩擦因数;合成纳米颗粒形状圆润,没有尖锐棱角,对摩擦表面犁削作用小,相比球磨颗粒具有更好的抗磨减摩效果。     

固相烧结合成WSe_2纳米棒的微观形貌及摩擦学性能

将钨粉和硒粉按物质的量比为1∶2.2混合并球磨后,再在600~800℃进行固相烧结合成了纳米WSe2,对其微观形貌进行表征;然后将在600℃合成的WSe2纳米棒作为润滑油添加剂加入到HVI500基础油中,研究了它的摩擦学性能。结果表明:在700,800℃合成的纳米WSe2为片状,在600℃合成的纳米WSe2为棒状,该纳米棒的直径约为500nm,长约为800nm;与HVI500基础油相比,2%WSe2纳米棒+HVI500基础油的摩擦因数约降低了40%,具有较好的减摩作用。     

自制二硫化钼微球在500SN中的摩擦磨损性能研究

将自制的表面修饰的二硫化钼微球（MS-MoS2）和商业级胶体二硫化钼（CC-MoS2）分别添加到基础油500SN中，用四球摩擦磨损机和SRV微动摩擦磨损试验机对比研究了不同润滑体系的极压性能和抗磨减摩性能。结果表明：萃取剂Cyanex 301对MoS2具有良好的表面修饰作用；添加MoS2能够有效改善基础油的极压性能和抗磨减摩性能；在试验力为400N，最佳添加量分别为0．10％和0．25％（质量分数）时，500SN＋MS．MoS2和500SN＋CC-MoS2相对500SN的摩擦因数分别降低了17．2％和12．3％，磨损体积分别降低了44．8％和17．2％。     

水热法合成棒束状纳米CeO_2粉体及其催化性能

在醇-水体系中以P123为模板、硝酸铈和草酸为原料,利用水热法制备了棒束状纳米CeO2粉体,研究了反应温度、硝酸铈与草酸的物质的量比(nCH)、溶液pH以及反应时间对CeO2粉体颗粒的影响,确定了制备棒束状纳米CeO2粉体的最佳工艺参数;将最佳工艺参数下制得的CeO2对酸性品红溶液进行催化降解试验,并与块状CeO2催化降解结果进行对比。结果表明:制备棒束状纳米CeO2的最佳工艺参数为200℃、nCH=2∶3、pH=1、反应时间360 min;在此最佳工艺参数下制备的棒束状纳米CeO2对酸性品红溶液的催化活性比普通块状CeO2的大大提高。     

纳米Al2O3/Ni复合电刷镀层的微动磨损特性

利用电刷镀技术制备了纳米Al2O3/Ni复合镀层,研究了镀层与GCr15摩擦副从室温到500℃的微动磨损特性,并采用扫描电子显微镜观察了磨痕微观形貌.结果表明:镀层的微动运行区域包括部分滑移区、混合区和滑移区;在微动初期迅速增大的摩擦因数在稳定阶段有所降低;随着试验温度的上升,摩擦因数显著降低,但当试验温度为500℃时,摩擦因数又有所上升;复合电刷镀层的显微硬度随温度升高而显著下降,导致其抗磨损性能降低.复合电刷镀层在室温下的微动损伤主要表现为剥层,而在200℃以上时主要表现为剥层和粘着.     

二维层状Ni/β-Ni(OH)2纳米复合材料的制备及其摩擦学性能研究

采用水热反应制备出β-Ni(OH)2,然后通过水热还原得到Ni/β-Ni(OH)2纳米复合粉体材料,采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对复合材料的相结构、成分及形貌进行表征分析。采用四球摩擦磨损试验机评价制备的Ni/β-Ni(OH)2作为润滑油添加剂的摩擦学性能,基础油为PAO6。摩擦试验后,采用SEM分析典型试验钢球磨斑的表面形貌,利用能谱仪(EDS)研究磨斑表面化学元素的组成,探讨Ni/β-Ni(OH)2纳米复合润滑添加剂的减摩抗磨机制。结果表明:Ni/β-Ni(OH)2纳米复合材料作为润滑添加剂具有极好的减摩抗磨性能,显著优于基础油PAO6和未负载纳米Ni的二维β-Ni(OH)2层状材料;与基础油相比,添加0.1%质量分数Ni/β-Ni(OH)2添加剂的油样的摩擦因数和磨斑直径分别降低了17.6%和41.5%;Ni/β-Ni(OH)2纳米复合粉体综合了纳米Ni及层状β-Ni(OH)2两部分结构特性,在摩擦过程中,复合材料中的纳米金属粒子Ni与层状结构材料β-Ni(OH)2能够相互增强起到协同润滑作用。     

热轧润滑剂用基础油的点接触和线接触高温减摩性能研究

用多功能SRV试验机评价了3种热轧润滑剂用基础油在点接触和线接触形式下的高温减摩性能。试验结果表明：在试验负荷范围内，当试验温度不大于300℃时，3种基础油的点接触和线接触摩擦因数都非常小，其摩擦因数在0．10—0．14之间，而且摩擦因数在试验过程中变化非常平稳；除了合成油和矿物油在试验负荷为20N的情况外，3种基础油在400℃时的点接触摩擦因数和线接触摩擦因数之间存在非常大的差异，点接触的摩擦因数非常高，而线接触摩擦因数则非常低；试验温度为500℃时，3种基础油的点接触摩擦因数和线接触摩擦因数都比较高，但线接触摩擦因数要比点接触摩擦因数低。     

球磨-固相烧结合成WS_2六方纳米片及其摩擦学性能

以硫粉和钨粉为原料,通过球磨-固相烧结的方法合成WS2六方纳米片,采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)对产物的物相、形貌和微观结构进行了表征,根据试验结果提出了其可能的生长机理,并通过摩擦试验对其摩擦磨损性能进行评价。结果表明:制备WS2六方纳米片的最佳工艺条件为700℃保温1h,在该条件下合成的WS2纳米片厚度均匀,约为100nm,直径在1~2μm;在基础油中添加了WS2六方纳米片后,摩擦因数降低,有效改善了基础油的摩擦学性能。     

油润滑条件下有机物修饰纳米铜颗粒改善铁基摩擦副摩擦磨损的研究

在球盘式摩擦磨损试验机上考察了有机物修饰的纳米铜颗粒作为50CC润滑油添加剂的摩擦学性能;采用SEM和EDS分析了磨损表面形貌和表面膜元素组成。探讨了纳米铜颗粒的摩擦学作用机制：结果表明：有机物修饰的纳米铜颗粒作为添加剂能显著改善50CC润滑油的抗磨减摩性能,含0．05％纳米铜油样润滑下的摩擦因数与磨损量同基础油润滑下相比分别降低了27．6％与60％。分析后认为,纳米铜颗粒通过对摩擦表面进行修复及在摩擦表面成膜两种作用有效地改善了摩擦磨损性能。     

蒙脱石和坡缕石纳米润滑油添加剂的摩擦学性能

将KH550偶联剂修饰的纳米蒙脱石和纳米坡缕石,分别按质量比3%添加到150N基础油中制备2种纳米润滑油分散体系,用激光粒度分析仪、TEM、IR表征纳米添加剂的分散稳定性,在MMU-10G摩擦磨损试验机上测试2种纳米润滑油对45#钢的减摩抗磨性能,用SEM和EDX等分析摩擦试样表面成分与形貌的变化及影响摩擦学性能的机制。结果表明:纳米蒙脱石平均粒径较小,在150N基础油中分散更稳定;2种纳米润滑油相比纯基础油润滑时的平均摩擦因数和磨损量均明显下降,其中纳米蒙脱石润滑油的抗磨减摩性能最好;2种纳米润滑油润滑时摩擦试样表面分别生成了含蒙脱石和坡缕石特征元素的自修复膜层,其中蒙脱石特征元素含量相对较高,说明纳米蒙脱石摩擦学性能更好。     

不同类型基础油单向和往复滑动时摩擦因数比较

以150SN、150N、PAO6和季戊四醇酯为例,采用 MM-1P 摩擦磨损试验机和 PLINT 试验机,分别测试4类基础油在单向和往复滑动下的摩擦因数,为润滑油产品选择相应摩擦特性的基础油提供依据。试验结果表明：单向滑动时Ⅱ类基础油150N 和Ⅳ类基础油 PAO6的摩擦因数随负荷的增加而增大,Ⅰ类基础油150SN 和Ⅴ类基础油季戊四醇酯的摩擦因数随负荷的增加而减小;往复滑动时摩擦因数的最大值和稳态平均值按 PAO6、150N、150SN、季戊四醇酯的顺序依次降低。     

坡缕石载铜复合纳米润滑添加剂的制备及摩擦学性能研究

使用化学还原法制备坡缕石载铜复合纳米颗粒,以铸铁HT200作为摩擦副,采用MMU-10G摩擦磨损试验机研究该纳米颗粒作为润滑添加剂的摩擦学行为,使用EPMA-1600电子探针、金相显微镜、Genesis能谱仪进行试样磨损面形貌观察和组成元素分析。实验结果表明:该纳米复合颗粒作为润滑添加剂具有优异的减摩效果和良好的抗磨性能,与基础油150N相比,平均摩擦因数下降66.2%,对应的摩擦副试件磨损失重减少80.9%,在试件表面生成由纳米坡缕石和纳米铜共同组成的自修复膜。     

超声辐射醇水体系制备纳米CeO2粉体及其抛光性能研究

在超声辐射条件下,使用正丁醇/水反应体系通过均相沉淀法制备了纳米CeO2粉体;将所制备的纳米CeO2粉体作为磨料对硅晶片进行抛光,用原子力显微镜观察抛光表面的微观形貌并测量表面粗糙度;研究了超声场以及醇/水反应体系对纳米CeO2粉体粒径和团聚情况的影响,考察了纳米CeO2磨料对硅晶片的抛光效果。结果表明:超声辐射以及醇/水反应体系均有利于制备出粒径更小,且分散性更好的纳米CeO2粉体;使用纳米CeO2磨料抛光的硅晶片表面最终在2μm×2μm范围内的微观粗糙度值为Ra0.108nm,而且抛光表面非常平整。     

纳米SiO2颗粒和玻璃微珠共混改性超高分子量聚乙烯复合材料的摩擦磨损性能

采用模压成型工艺制备了纳米SiO2颗粒和玻璃微珠共混改性的超高分子量聚乙烯复合材料;研究了相对滑动速度、载荷以及玻璃微珠含量对复合材料摩擦磨损性能的影响,并对磨损形貌和磨损机理进行了分析。结果表明:添加纳米SiO2颗粒和玻璃微珠可以提高复合材料的硬度、压缩弹性模量和摩擦磨损性能;相对滑动速度对复合材料摩擦因数和磨损率有很大的影响;载荷对复合材料的摩擦因数影响不明显,但磨损率随载荷的增加而增大;纳米SiO2颗粒和玻璃微珠混合改性后复合材料的磨损机理主要是粘着磨损和疲劳磨损。     

纳米SiC/Ni复合镀层的制备及其摩擦磨损性能

用电沉积方法在316L不锈钢表面制备了纯镍镀层和纳米SiC/Ni复合镀层,考察了电镀时间、SiC质量浓度、电流密度和镀液温度对复合镀层中纳米SiC含量的影响,表征了镀层的表面形貌和SiC纳米颗粒的尺寸;最后研究了镀层的摩擦磨损性能。结果表明:复合镀层中纳米SiC的含量随着电镀时间延长、电流密度增大、镀液温度升高以及SiC质量浓度的增大先升高后降低,且最佳工艺参数为电镀时间30min,SiC质量浓度20g·L-1,电流密度2A·dm-2,镀液温度60℃,镀液pH4.5,搅拌速度300r·min-1;与纯镍镀层相比,纳米SiC/Ni复合镀层的晶粒更细小,组织更致密,具有更好的摩擦磨损性能,摩擦因数降低了7%以上,磨损率降低了50%。     

MoSe_2纳米片的制备及其摩擦性能

通过固相反应方法合成了MoSe2纳米片,并采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等对其进行了表征;通过摩擦试验研究了MoSe2纳米片作为150bn润滑油添加剂的摩擦性能。结果表明:MoSe2具有纳米片状结构,长为100～500 nm,厚为10～50 nm,添加MoSe2纳米片基础油的摩擦因数要比添加MoS2纳米片基础油的高,其中MoSe2添加5%(质量分数)的润滑油的摩擦性能最好。     

蛇纹石纳米粒子对ZL109铝合金活塞微弧氧化膜层摩擦性能的影响

配制蛇纹石纳米粒子分散液,选定不同质量浓度分散液加入电解液中,分别对ZL109铝合金试件进行微弧氧化处理,制备蛇纹石纳米粒子复合微弧氧化陶瓷膜。通过测厚仪和显微硬度计对复合陶瓷膜进行检测得到表面性能最佳的试件,并在摩擦磨损试验机上考察该试件的摩擦学性能;通过分析其截面形貌和磨损前后表面形貌,探讨其摩擦机制。结果表明,蛇纹石纳米颗粒的加入使微弧氧化复合陶瓷层的膜厚增加、硬度升高,且蛇纹石纳米颗粒存在最佳添加量,使复合陶瓷膜试件具有较高的厚度和硬度;蛇纹石纳米颗粒的加入降低了复合陶瓷膜摩擦因数,改善其磨损性能。在摩擦过程中,蛇纹石对表面孔隙进行了填充,使表面的粗糙度减小;同时,蛇纹石在摩擦形成了类似薄膜的块状,起到了自修复的作用。