热挤压成形用纳米Fe_3O_4粒子改性润滑油润滑性能研究

采用化学共沉淀法制备了表面经油酸修饰的纳米Fe3O4粒子,在透射电镜下研究了纳米粒子的粒径大小、形貌及其分散性,在MRS-10D四球摩擦试验机上测试了添加纳米Fe3O4粒子润滑油的承载能力,在CSS-2220型电子万能试验机上,研究了添加纳米Fe3O4粒子的润滑油在LY12热挤压成形过程中的润滑性能,并与传统的添加微米级石墨润滑油的润滑性能和润滑效果进行了对比。试验结果表明:所制备的纳米Fe3O4粒子呈球形、平均粒径为10nm,在润滑油中具有很好的分散性,用其作润滑油添加剂时,可以明显改善润滑油的承载能力;与微米级石墨粉作热挤压润滑油添加剂的润滑性能相比,添加纳米Fe3O4粒子的润滑油可使挤压时的挤压力明显降低,在所添加的体积浓度相同时,最大可使挤压力降低32%,同时避免了被挤压件表面残碳现象的发生,提高了被挤压件的表面质量。     

Fe3O4纳米粒子添加量对润滑油润滑特性的影响

主要研究了润滑油中纳米粒子添加剂的含量对冷挤压过程中润滑特性的影响规律。采用粒径为20～30nm的Fe3O4纳米粒子分散于52#汽缸油中配置成具有不同质量分数的纳米粒子改性润滑油,并将该润滑油应用于钛合金（TA2）棒材的冷挤压实验,论文系统研究了润滑油中Fe3O4纳米粒子的添加量对钛合全冷挤压成形的最大成形力、成形功、表面质量（Ra）及HV的影响规律并对其润滑机理进行了分析,结果表明：当润滑油中Fe3O4纳米粒子质量分数为8％时。纳米改性润滑油的润滑效果最佳,挤压成形力和成形功最小,成形件表面质量最好。纳米粒子的填充与滚动作用及其对52#汽缸油膜的支承作用是改善润滑油润滑性能的主要原因。     

热挤压润滑油用纳米润滑添加剂润滑性能的研究

采用化学沉淀法分别制备了经表面修饰的纳米Fe3O4和纳米CuO粒子,在透射电镜下研究了纳米粒子的粒径大小、形貌及其分散性;在四球摩擦试验机上,研究了纳米Fe3O4和纳米CuO粒子对润滑油承载能力的影响,同时在CSS-2220型万能试验机上,对比研究了添加纳米Fe3O4和纳米CuO粒子的润滑油在LY12热挤压成形过程中的润滑性能.试验结果表明:所制备的纳米Fe3O4和纳米CuO粒子均呈球形、平均粒径分别为10和20 nm,在润滑油中均具有良好的分散性;纳米Fe3O4和纳米CuO粒子均可以提高润滑油的最大无卡咬载荷,其中纳米Fe3O4粒子的性能优于纳米CuO粒子;添加纳米Fe3O4和纳米CuO粒子的润滑油均可降低挤压变形功,挤压件表面SEM形貌结果表明,纳米粒子的存在有效地隔离了挤压件与模具表面的直接接触,减少了挤压件表面犁沟数量,降低了热挤压变形功.     

尼龙66粉末与纳米Fe3O4粒子作润滑油添加剂的摩擦学匹配性研究

利用化学共沉淀法制备了油酸修饰的粒径大小为8nm左右的Fe3O4纳米粒子，并将其与尼龙66粉末混合作润滑油添加剂进行摩擦学试验。试验结果表明在添加纳米Fe3O4粒子的润滑油中再添加适量的尼龙66粉未，润滑油的摩擦学性能得到改善，在保持润滑油润滑性能不变的情况下，磨损量明显降低。可见，纳米Fe3O4粒子与尼龙66粉末表现出了良好的摩擦学协同性能。     

添加油酸修饰的纳米Fe3 O4粒子润滑油的摩擦学性能研究

利用化学共沉淀法制备了平均粒径为10nm、油酸表面修饰的Fe3O4粒子，并对其作为润滑油添加剂的摩擦学性能进行了研究。试验结果表明，添加油酸修饰的纳米Fe3O4粒子的润滑油表现出了较好的抗磨减摩性能，但是，纳米粒子的添加量有一最佳值。与基础油相比，添加纳米Fe3O4粒子润滑油的摩擦因数最大降低了26％，磨损量降低了28％。在摩擦磨损过程中，添加纳米Fe3O4粒子润滑油的摩擦力矩的变化表现出了时间效应。添加纳米Fe3O4粒子润滑油摩擦磨损后的磨痕表面比基础油摩擦磨损后的磨痕表面光滑，可以推测，纳米Fe3O4粒子对摩擦表面的抛光作用提高了润滑油的摩擦学性能。     

用硅烷偶联剂修饰的纳米Fe3O4粒子作为润滑油添加剂的摩擦学性能研究

利用化学共沉淀法制备了平均粒径为59nm、采用硅烷偶联剂表面修饰的纳米Fe3O4粒子,并对其作为润滑油添加剂的摩擦学性能进行了研究。试验结果表明,添加硅烷偶联剂修饰的纳米Fe3O4粒子的润滑油表现出较好的抗磨减摩效果,能有效提高润滑油的抗磨减摩性能以及承载能力,当纳米Fe3O4的质量分数在1‰~3‰时产生的抗磨减摩效果较好。与空白20#润滑油相比,添加质量分数3‰纳米Fe3O4粒子的润滑油的摩擦因数平均降低了8%,磨损量不仅没有增加,反而出现了负磨损现象,且添加纳米Fe3O4粒子的润滑油摩擦磨损后的磨痕较浅。     

纳米Fe3O4粒子粒径对其作润滑油添加剂摩擦学性能的影响

采用化学共沉淀法和沉淀氧化法分别制备了粒径为10 nm和45 nm的球形Fe3O4粒子,研究了粒径对纳米Fe3O4粒子作润滑油添加剂摩擦学性能的影响。结果表明,纳米Fe3O4粒子的粒径对其作润滑油添加剂的减摩抗磨作用有明显影响。粒径为10 nm和45 nm的Fe3O4粒子作润滑油添加剂均具有较好的减摩抗磨作用,但是,粒径为10 nm的Fe3O4粒子的减摩抗磨效果优于粒径为45 nm的Fe3O4粒子的减摩抗磨效果。     

纳米添加剂对板带钢冷轧轧制液润滑性能的影响

为减少传统冷轧轧制液中含硫、磷、氯等元素的极压抗磨剂的使用,在板带钢冷轧轧制液中添加油酸修饰后的纳米TiO2粒子和纳米Fe2O3粒子,通过四球摩擦磨损试验机考察其摩擦学性能,通过冷轧实验对含纳米粒子轧制液的轧制润滑效果进行实际验证。结果表明:与传统冷轧轧制液相比,添加纳米粒子的冷轧轧制液能有效地降低轧制过程中的轧制力,并且能降低板带钢的最小可轧厚度,对改善板带钢轧后的表面质量也有显著的作用。这是由于纳米粒子具有很高的表面活性以及自润滑效应等特殊性能,能在轧制过程中的高压和局部高温下处于熔融状态,在轧件表面形成均匀的边界润滑膜。     

添加硅烷偶联剂修饰的纳米CoFe2O4粒子在润滑油中的摩擦学性能研究

利用化学共沉淀法制备了平均粒径为12nm的CoFe2O4粒子,用硅烷偶联剂对CoFe2O4粒子表面进行了修饰,并对其作为润滑油添加剂的摩擦学性能进行了研究。试验结果表明,添加硅烷偶联剂修饰的纳米CoFe2O4粒子的润滑油表现出了较好的抗磨减摩性能,能有效提高润滑油的抗磨减摩性能以及承载能力,当纳米CoFe2O4的含量在1‰时产生的抗磨减摩性能较好。     

纳米Fe_3O_4/油酸添加剂对磨损表面的修饰作用

采用水热法合成了在液体石蜡中具有良好亲和性和稳定性的Fe3O4/油酸(OA)纳米粒子。四球测试实验结果表明:Fe3O4/OA纳米粒子作为液体石蜡添加剂具有良好的摩擦学性能。当Fe3O4/OA的添加量为0.25%时,可使摩擦因数和磨斑直径分别减小68.2%和16.9%。试球磨斑表面的SEM分析表明:Fe3O4/OA纳米粒子在磨损表面微观缺陷区域有良好的表面修饰作用,避免了摩擦副的直接接触,减少了摩擦界面的黏着磨损,进而有效地提高了液体石蜡的摩擦学性能。     

受控部分还原法制备Fe3O4纳米粒子及其性能研究

采用受控部分还原法(CPRM)制备Fe3O4纳米粒子。由于反应乳液中的大分子表面活性剂限制了成核和核的生长过程,使得纳米粒子的粒径分布很好,且系统中纳米粒子的含量较微乳液法有明显提高。改变反应物浓度可使反应系统中的Fe2 稍过量,故采用CPRM时,反应系统无须惰性气体保护,合成的Fe3O4纳米粒子经TEM、X-ray、动态光散射和振动磁强计等进行表征,结果表明Fe3O4磁性粒子的平均粒径为16 nm,且粒径分布窄,具有极好的超顺磁性。CPRM法使得在一般条件下合成高质量的纳米粒子和Fe3O4磁流体成为可能。     

纳米减摩修复添加剂摩擦学性能的试验研究

在MRH-3高速环块摩擦磨损实验机上,研究了纳米微粒Cu,A l,A l2O3以及不同配比的混合纳米粒子加入到SD40基础油中的摩擦学性能,并探讨了纳米添加剂的减摩机制。结果表明:含有纳米Cu,A l,A l2O3粒子的润滑油添加剂能显著提高SD40基础油的承载能力和减摩性能,且对表面具有一定的修复能力。     

复合纳米润滑油添加剂的制备及其摩擦学性能

采用超声机械法制备了经过化学修饰的纳米Al2O3、SiO2、MgO复合粉体,使其稳定地分散在基础油中,考察了油的摩擦学性能,用扫描电镜(SEM)、X射线能量色谱仪(EDS)分析了摩擦副表面的形貌和组成,同时初步分析了添加剂的润滑机理.结果表明:所制备的复合纳米粉体为平均粒径58 nm的球形微粒,在润滑油中具有较好的抗磨减摩能力,表现出良好的自修复效果.     

纳米二氧化铈润滑油添加剂的摩擦学特性

用适当的表面活性剂对纳米二氧化铈粒子进行表面改性处理,采用透射电镜(TEM)和X-射线衍射法(XRD)观察与测量纳米二氧化铈粒子的形貌、结构和平均直径。将改性后的纳米二氧化铈粒子作为润滑油添加剂,采用四球摩擦磨损试验机测定添加纳米二氧化铈粒子的润滑油的摩擦学性能。利用扫描电镜(SEM)观察磨斑表面形貌以及纳米二氧化铈粒子在摩擦表面的形态等,并探讨了纳米二氧化铈粒子具有优良摩擦学性能的机制。结果表明,经表面改性的纳米二氧化铈在润滑油中具有良好的分散、稳定性;纳米二氧化铈粒子的添加量为0.6%(质量分数)左右时,润滑油在室温与较高温度下均具有优良的减摩、抗磨作用。     

纳米磁性润滑油的制备

以五羰基铁、聚丁烯基丁二酰亚胺四乙烯五胺表面活性剂、油基液和氨气为原料,利用自制的装置制备磁性润滑油.利用VSM、X射线小角散射和TEM分别对磁性润滑油的磁滞回线、纳米颗粒粒径大小、分布及形貌等进行表征.测试结果表明,磁性润滑油属超顺磁材料,磁饱和强度为0.025 9 T;其组成的颗粒具有纳米量级,在润滑油具有良好的分散稳定性.     

油润滑纳米添加剂摩擦学设计及研究中几个值得商榷的问题

从材料学、化学、摩擦学、表面工程角度分析阐述了纳米润滑油添加剂组分选择、分散稳定修饰剂设计、摩擦学性能评价和机理研究方面存在的几个问题和认识上的一些误区．指出在作油润滑纳米润滑材料的摩擦学设计时，所选择的纳米材料应对酸、氧特别是热氧和纳米修饰剂表现出惰性；对普通摩擦副来说，纳米粒子的“分子轴承”作用机制其作用微乎其微的。当摩擦副相互接近程度达到介观或微观尺度时．纳米微球的“分子轴承”作用才明显，产生润滑甚至超润滑；对普通摩擦副而言，纳米粒子在短时间内的机械抛光作用并不会太明显，而长期抛光作用则取决于摩擦过程中纳米粒子机械抛光作用和机械摩擦磨损作用两者之间的竞争。