SiO2/ZnO复合纳米粒子的摩擦学和修复性能

用化学方法制备了SiO2/ZnO复合纳米添加剂,通过四球机和环-块试验机分别考察了其在矿物油中的抗磨减摩和修复性能.用扫描电镜观察分析磨斑表面的形貌,并探讨其润滑和修复机理.结果表明:SiO2/ZnO复合纳米粒子添加剂具有优良的减摩、抗磨和修复性能.其润滑和修复机理是由于SiO2/ZnO复合纳米粒子在摩擦表面沉积并在接触区的高温高压下熔融铺展形成低剪切强度的表面膜,由于这层膜的剪切强度比较低,可以减少摩擦界面的粘着磨损,故表现出良好的减摩抗磨和修复性能.     

MgO/SiO2复合纳米的摩擦自修复性能研究

为研究MgO/SiO2复合纳米的磨损自修复作用及摩擦条件对修复的影响，将MgO/SiO2复合纳米作为添加剂加入350SN基础油中，在HQ-1环块摩擦磨损试验机上考察了MgO/SiO2复合纳米对磨损表面的修复作用，在不同的载荷、转速、修复时间条件下进行了修复试验，并探讨了摩擦条件对纳米MgO/SiO2自修复性能的影响机理。结果表明，MgO/SiO2复合纳米添加剂对磨损表面具有良好的修复作用，其自修复性能受载荷、速度、摩擦时间影响。在适当的摩擦条件下，试块有明显的增重，修复后表面粗糙度Ra降低了11.2％，表明MgO/SiO2有摩擦自修复功能。     

两种硫化锑纳米材料在液体石蜡中摩擦学性能的对比研究

利用四球摩擦磨损试验机对硫化锑纳米棒束作为液体石蜡添加剂的摩擦学性能进行了研究. 结合硫化锑纳米颗粒的性能, 对比分析两者作为添加剂润滑下摩擦系数、磨斑直径、钢球磨损表面形貌的变化规律, 并得到以下结论: 两种材料均能在一定程度上改善基础油的减摩抗磨性能, 在低载荷时硫化锑纳米棒束的减摩抗磨性能明显优于纳米颗粒, 较高载荷时, 两者的减摩抗磨性能相当; 就承载能力而言, 纳米颗粒的性能明显优于纳米棒束; 低载时纳米棒束的“微滚珠”效应是其优异摩擦学性能的主要原因.     

油溶性纳米铜对Al2024-GCr15钢摩擦副的摩擦学效应

将实验室合成的纳米Cu添加剂按质量分数1%加入到参比油中,使用SRV型微动摩擦磨损试验机考察了油溶性纳米铜添加剂对Al2024-GCr15钢摩擦副润滑过程中摩擦磨损行为的影响,并对摩擦副的磨损表面进行了分析.结果表明:油溶性纳米Cu添加剂有很好的抗磨减摩性能,能够明显地提高SJ15W/40汽油机油的品质,是一类比较优异的抗磨减摩添加剂.其抗磨减摩机理为软金属纳米颗粒(纳米Cu颗粒)在摩擦过程中由于物理、化学和电化学等的作用沉积到摩擦表面,在负载作用下铜、铝磨粒熔合、共晶重组并"焊接"在摩擦副上形成弥散分布的突起,从而起到抗磨减摩效果.     

碳-碳双键修饰纳米SiO2及其摩擦学性能

采用两步法将可聚合碳-碳双键以化学键形式键接到纳米SiO2表面合成可反应型功能化Si02.通过红外测试,透射电镜(TEM),润湿性实验和分散性等实验评价表面修饰效果,采用四球摩擦磨损试验机和往复摩擦磨损试验机考察了纳米SiO2作为汽油机油添加剂的摩擦磨损行为.结果表明:修饰后的纳米SiO2可直接分散于基础油等油性介质中,并具有良好的分散稳定性;作为润滑油添加剂表现出优异的抗磨减摩性能,并对磨损表面起到一定的修复作用.     

纳米碳酸钙、铜粒子混合物用作润滑油添加剂的研究

本研究采用纳米碳酸钙和铜粒子混合物作为添加剂加入润滑油中,选择合适的表面活性剂制备含纳米碳酸钙和纳米铜粒子混合物添加剂的润滑油.采用四球摩擦磨损试验机测定含纳米碳酸钙、纳米铜粒子添加剂的润滑油的摩擦学性能;使用扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDS)等观察分析磨损钢球表面的磨痕形貌、化学元素和纳米粒子形态.结果表明,纳米碳酸钙、纳米铜的混合粒子的最佳添加量为:总添加量Wt(CaCO3 Cu)%=0.6%,WtCaCO3%:WtCu%=1:1;该润滑油具有最佳的抗磨、减摩性能.研究表明,含纳米碳酸钙、纳米铜粒子添加剂的润滑油的抗磨、减摩机理与纳米粒子存在形态相关.     

添加剂Ni-B非晶合金纳米微粒的制备及其摩擦学性能

非晶合金纳米粒子具有许多特殊功能,但摩擦领域尚未见其应用报道.采用液相还原法制备了Ni-B非晶合金纳米微粒,利用四球摩擦磨损试验机考察了Ni-B非晶合金纳米微粒作为润滑脂添加剂的摩擦学行为,并用扫描电子显微镜(SEM)和能量散射谱(EDS)等对钢球摩擦表面进行了分析.结果表明:所制备的Ni-B非晶合金纳米微粒平均粒径约30 nm,表面被氧化;作为润滑油添加剂能够明显提高基础油的减摩抗磨能力,尤其当浓度为1.0%时,磨斑直径从0.54 mm降至0.38 mm.其抗磨减摩机理为:Ni-B非晶态合金纳米微粒在摩擦过程中沉积并发生摩擦化学反应,生成由氧化镍、氧化硼、铁氧化合物及有机吸附物组成的具有良好摩擦学性能的润滑防护膜,从而改善了基础脂的摩擦学性能.     

纳米铜添加剂对重载车辆润滑油摩擦学性能影响的研究

采用化学反应法制备了表面修饰的纳米铜微粉,采用超声分散工艺分散于16#机油基础油中,利用T-11摩擦磨损实验机进行摩擦磨损试验。试验结果表明：不含纳米Cu的减摩添加剂和含纳米Cu的减摩添加剂添加到16#机油中,磨损量分别减少了19％、33％,减摩性能分别提高59％、86％。能谱分析表明磨痕表面不均匀的分布有铜元素,说明添加剂中的纳米铜在磨痕表面沉积,起到改善润滑油抗磨性能的作用。     

含纳米碳酸钙粒子润滑油的摩擦学性能研究

研究了将粒径约为40nm的纳米碳酸钙粒子作为添加剂加入40CD润滑油中,采用四球摩擦磨损试验机测定含纳米碳酸钙粒子的润滑油的摩擦学性能;利用扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪观察与分析磨斑表面形貌、元素的状态等.结果表明,含0.6%纳米碳酸钙的润滑油具有最佳的抗磨减摩性能;文中对抗磨减摩机理进行了探讨.     

坡缕石/铜复合纳米粉体对HT200摩擦副的摩擦学性能

用共混法制备1∶1的坡缕石/铜复合纳米粉体,经表面修饰后按质量比2%添加到150N基础油中,制备出含复合纳米材料添加剂的润滑油体系。用MMU-10G摩擦磨损试验机测试该润滑油添加剂对HT200对磨试样的摩擦学性能,并用高精度电子天平测定试件的失重量以评定其耐磨性能。用扫描电镜SEM、EDX等分析了摩擦磨损试验后表面成分与形貌的变化,并分析了摩擦学性能变化的机理。结果表明:制备的坡缕石/铜复合纳米粉体在基础油中分散性良好,颗粒大小不超过200nm,能明显提高摩擦副的减摩抗磨性能,平均摩擦因数下降19.1%,总磨损量下降44%,试件表面生成了含坡缕石特征元素和铜元素的自修复膜层,这是纳米坡缕石和纳米铜粒子共同作用的结果。     

纳米锑颗粒作为液压油添加剂的摩擦学性能

为了研究纳米锑颗粒作为润滑油添加剂的润滑摩擦学性能,充分发挥其减磨、抗磨效果,采用CFT-1型材料性能测试仪对比研究了不同载荷下纳米锑粒子作为液压油添加剂的摩擦学性能,通过SEM对试样摩擦表面进行了形貌分析,利用EDX进行了磨痕表面元素分析.结果表明:不同载荷下纳米锑颗粒在液压油中的最佳添加量不同,重载荷下纳米锑粒子表现出优良的抗磨减摩性能;纳米锑粒子在一定程度上可以提高液压油的抗磨减摩性能,这是由于磨痕表面形成了含锑元素的表面膜,起到良好的抗磨减摩效果.     

超微坡缕石/Cu复合粉体作为润滑油添加剂的摩擦学性能

将球磨改性的超微坡缕石/Cu复合粉体(超微P/Cu)作为添加剂加入150N基础油中,利用四球摩擦磨损试验机考察润滑油极压性能、载荷和速度对其减摩抗磨性能的影响。采用扫描电子显微镜、X射线能谱分析仪、X射线光电子能谱仪对钢球磨斑表面形貌和化学元素进行分析。结果表明:超微P/Cu能够提高基础油的摩擦学性能,其最大无卡咬合负荷PB值比基础油提高了26.3%,比超微粉体P和Cu单独作用提高了9.1%;载荷和转速影响超微P/Cu的减摩抗磨性能,当载荷为245N、转速为1200r/min时,超微P/Cu具有良好的减摩抗磨性能。超微P/Cu较佳的减摩抗磨机制,归因于复合超微粒子在摩擦表面生成了孔状结构的坡缕石自修复膜和铜的延展膜。     

纳米粒子改善润滑油摩擦磨损性能的研究

利用MM200型磨损试验机研究了纳米粒子作为润滑油添加剂的摩擦磨损性能.实验结果表明:纳米粒子能明显地提高润滑油的抗磨减摩性能.并利用光学显微镜和扫描电子显微镜 (SEM) 观察了磨痕形貌,分析了纳米粒子在磨痕表面分别以"垫片"和"轴承"形式参与润滑.     

Nb1-xWxSe2的制备及其摩擦学性能研究

通过W掺杂固相合成Nb1-xWxSe2,采用X射线衍射、扫描电镜、透射电子显微镜分析了样品中的相成分、微观形貌和元素成分;结果表明随着W掺杂量的增加,其形貌有较大的不同:形貌由规则的微米六方片转变为不规则纳米片和纳米带的混合,且其晶向的相对强度也随W掺杂量的不同发生一定改变.将Nb1-xWxSe2作为润滑油添加剂添加到基础油中,使用UMT-2型摩擦磨损试验机对其摩擦学性能进行测试,并对摩擦机理进行了解释.结果表明:NbSe2六方片作为润滑油添加剂具有良好的减摩抗磨性能,且掺杂W后的Nb1-xWxSe2作为润滑油添加剂的摩擦性能要优于纯的NbSe2,其中以W掺杂量为3％时的Nb1-xWxSe2,其含量为5％(质量比)时的油样摩擦性能最佳,并提出其减摩机理.     

表面修饰纳米SiO2的抗磨减磨性能研究

以γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷（硅烷偶联剂KH570）为改性剂,对纳米SiO2进行表面改性,并利用紫外可见分光光度计测定其在油中的稳定性,用四球试验和止推圈试验考察改性后纳米SiO2的抗磨减磨性能,结果表明,用KH570改性后的纳米SiO2在20#润滑油中有很好的分散稳定性,将其添加到润滑油中进行摩擦磨损实验,证明,摩擦系数最多可降低约45％,磨损量明显减少,并出现负磨损现象。其作为润滑油添加剂能有效提高油品的抗磨减磨性能。     

复合Al_2O_3-SiO_2纳米颗粒的摩擦学性能研究

以硅烷偶联剂为改性剂对复合Al2O3-SiO2纳米颗粒进行原位改性,实现其在润滑油中均匀稳定的单分散。将改性后的复合Al2O3-SiO2纳米颗粒分别按质量分数为0、0.05%、0.1%、0.5%、1.0%的量加入到润滑油中制成试样,进行四球试验和止推圈试验。对摩擦实验中的摩擦系数、磨斑直径、磨损量、摩擦副表面形貌进行分析。结果表明:当复合Al2O3-SiO2纳米颗粒添加质量分数为0.5%时,摩擦系数和磨斑直径最小,止推圈的磨损量出现负磨损,摩擦表面的磨痕明显的变浅、变窄。说明摩擦过程中,复合Al2O3-SiO2纳米颗粒沉积在摩擦副表面,形成一层保护膜有效的保护了摩擦表面,抗磨减摩作用显著。     

WSe2纳米片的合成及其摩擦学性能研究

利用固相反应法在真空石英管中制备出了具有无机类纳米片层状结构的WSe2。对所合成的纳米材料分别用扫描电子显微镜、透射电子显微镜进行表征并对生长机理进行了分析;将其以不同质量分数分散到基础油HVI750中,利用摩擦磨损试验机及非接触式光学轮廓仪初步研究了其摩擦学性能,并通过测量摩擦副接触表面间油膜电阻监测其摩擦表面的成膜情况。结果显示生成物中含有两种尺度的六边形WSe2纳米形貌;含2%(质量比)WSe2润滑油添加剂的油样相对于基础油HVI750在载荷2 N,转速400 r/min,摩擦半径7 mm,实验时间30 min条件下的减摩(摩擦系数0.083)耐磨(比磨损率9.008×10-6mm3.m-1.N-1)性能较佳,平均油膜电阻为95.28 kΩ。因此得出WSe2做润滑油添加剂具有较好减摩抗磨性能,摩擦机理被提出。     

纳米SiO2润滑油添加剂的摩擦学性能研究

以醇盐水解沉淀法制备了40nm左右的二氧化硅粒子;用四球摩擦试验机测定了纳米SiO2作为润滑油添加剂的摩擦性能,并利用SEM照片观察磨斑表面形貌,探讨了纳米SiO2的抗磨机理.研究结果表明:400SN基础油的承载能力在加入纳米SiO2后得到很大提高,并且纳米SiO2的加入量有一最佳值.当加入量为1.5%时,PB值增大了近1倍,达到最佳.     

Al_2O_3/TiO_2纳米复合粉体的摩擦学性能研究

将油酸和硅烷偶联剂(KH-560)修饰的Al_2O_3/TiO_2纳米复合粉体添加到基础油中,用可见分光光度计表征纳米粒子在润滑油中的分散稳定性,在自主设计的摩擦磨损试验机上考察Al_2O_3/TiO_2纳米复合粉体作为润滑油添加剂的抗磨减摩性能,用3D表面轮廓仪、扫描电镜和电子能谱分析试样表面形貌与成分变化及纳米粒子的作用机理。结果表明:在0.25%Al_2O_3/TiO_2纳米复合粉体(Al_2O_3∶TiO_2=1∶1)润滑油中添加2%KH-560时,具有最好的分散稳定性;在润滑油中添加0.25%Al_2O_3/TiO_2纳米复合粉体(Al_2O_3∶TiO_2=1∶1)时抗磨减摩效果最佳,在载荷500N、转速1100r/min时,摩擦系数和磨损量相比基础油时分别降低25.4%和43.8%。     

WS2纳米材料的摩擦学性能研究

在MS-800A四球摩擦磨损实验机上考察了热分解法制备的WS2纳米材料作为润滑油添加剂的摩擦学特性，采用EDS分析磨痕表面元素的化学状态，用扫描电子显微镜观察磨痕表面形貌，通过对钢球磨斑直径、PB值的变化分析了WS2纳米材料的形貌、添加剂含量对润滑油摩擦性能的影响。