纳米润滑油添加剂研究进展

概述了纳米润滑材料在制备方法、摩擦学性能及机制、分散稳定性等方面的研究进展,展望了纳米润滑油添加剂的发展前景,并指出了需要进一步深入研究的有关问题.     

复配表面活性剂对纳米粒子在润滑油中分散稳定性的影响

研究Span80与平平加OS-15的复配表面活性剂对纳米粒子在润滑油中分散稳定性的影响。对润滑油进行离心实验和吸光度检测,探究表面活性剂对纳米粒子在润滑油中分散稳定性的影响,结果表明:复配活性剂的分散效果明显优于单剂;室温条件下,复配活性剂质量分数对纳米粒子分散性影响显著,随复配活性剂质量分数的增加,分散稳定性呈现出先增大后减小的趋势;在40℃条件下,随复配活性剂质量分数的增加,纳米粒子分散性能无显著提升。实验证明,室温条件下,复配表面活性剂对纳米粒子有着更为优异的分散作用,这为纳米润滑油长期稳定储存提供了一种新方法。     

润滑油添加剂简介

随着机械工业的发展,对润滑油的要求也愈来愈高,单从炼制工艺上提高油品的质量已不能满足低速、高速、高负荷、大功率、高温、低温、高真空等荷刻条件的要求,而必须在润滑油中加人各种添加剂来提高油品的质量.这也是最为经济和有效的办法.添加刘的发展水平是衡量一个国家润滑油质量的重要标志.我国润滑油添加剂工业是六十年代以后才逐步发展起来的,到现在已形成了较完整的品种系列.     

分散介质对铜纳米粒子润滑油添加剂摩擦学性能的影响

本文利用十二烷基硫酸钠／异戊醇／环已烷／水微乳液体系制备了铜纳米粒子,并将其作为添加剂分散在含有聚丁二酰亚胺、石油磺酸钙或三烷基氯化铵的５００ＳＮ基础油中,     

润滑油中纳米铜粉聚甘油酯分散剂的合成与性能

为提高铜纳米颗粒在润滑油中的分散性能,以聚甘油和硬脂酸为原料合成了一系列聚甘油硬脂酸酯（PGFE）。通过沉降试验和流变性能的测试,考察了聚甘油的聚合度大小、硬脂酸含量等对分散性能的影响,通过热分析和红外光谱分析对分散剂吸附在铜粉表面的形态和性质做进一步考察。结果表明：当聚合度n=6、硬脂酸含量为65％时分散剂的分散性能良好,分散剂质量分数为1．5％时对流体流变性的影响最小,此时分散剂不仅有物理吸附还有化学吸附,并且极性酯基和羟基是影响吸附性能的主要官能团。     

分散剂对有机粘土润滑油摩擦学性能的影响

以30#机械油为基础油,以0.4%季铵盐修饰有机粘土为添加剂,5%低碱值合成磺酸钙和5%聚异丁烯双丁二酰亚胺为分散剂,制备了几种分散剂优化的有机粘土润滑油。采用OPTIEN2120型紫外/可见分光光度计对分散剂的分散效果进行了检测;在M-200和MS-800型摩擦磨损试验机上,分别对不同分散剂作用下的有机粘土润滑油的减摩抗磨性能和承载能力进行了测试。分散效果检测表明分散剂可有效控制粘土微粒的粒径,阻止粘土微粒的团聚,使得粘土微粒在基础油中有良好的分散稳定性。摩擦磨损试验表明:分散剂能改进有机粘土润滑油的摩擦学性能,其中2.5%低碱值合成磺酸钙与2.5%聚异丁烯双丁二酰亚胺分散剂复配使用时有机粘土润滑油的摩擦学性能最佳;分散剂的加入在一定程度上能够提高有机粘土润滑油的承载能力。     

碳酸钙纳米粒子润滑油添加剂的制备及其摩擦学性能的研究

本文利用十二烷基硫酸钠/异戊醇/环已烷/水微乳液体系制备了碳酸钙纳米粒子,用透射电镜(TEM)、X—射线衍射仪(XRD)和动态光散射仪(DLS)测定其物理形态,并将其作为添加剂分散到500SN基础油中,用四球实验机考察了其摩擦学性能和用X—射线光电子能谱仪(XPS)对磨斑表面进行分析。实验结果表明:所制备的碳酸钙纳米粒子的粒径约为13nm、呈球形和六方型晶体结构,具有较好的单分散性;具有较好的摩擦学性能,少量的碳酸钙纳米粒子即可提高润滑油的抗磨减摩性能。其摩擦机理是在磨斑表面形成了含有碳酸钙和由其分解而成的氧化钙的保护膜,从而表现出较好的摩擦学性能。     

纳米粒子作润滑油添加剂的研究与展望

纳米粒子作润滑油添加剂表现出极好的摩擦学性能。本文综述了各种类型纳米闰子作润滑油添加剂的摩擦学性能和机理，总结了纳米粒子作润滑油添加剂的特点，并提出了需要进一步研究的方向。     

表面活性剂在润滑油中对纳米石墨分散稳定性的影响

考察Span80、Tween80、油酸、十六烷基三甲基溴化铵和十二烷基苯磺酸钠5种表面活性剂在润滑油中对纳米石墨的分散稳定性,对超声波振荡的效用和作用时间进行评估,并就表面活性剂含量对纳米石墨在润滑油中分散稳定性的影响进行研究。结果表明,油酸在5种表面活剂中对纳米石墨的分散效果最好,适当时间的超声波振荡有助于提高纳米石墨在润滑油中的分散稳定性,质量分数2%的油酸显示出最好的分散效果。这可能是由于油酸具有低的HLB值和属于L型吸附等温线类型。     

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.     

纳米铜在润滑油中烷基苯三唑分散剂的制备和性能研究

为提高铜纳米颗粒在润滑油中的分散性能,以苯并三氮唑和卤代烃为原料,合成烷基苯并三氮唑分散剂,并通过红外光谱和核磁共振确定化合物的结构;通过沉降试验、流变性能的测试考察了分散剂的烷基链长、分散剂的用量对分散性能的影响,并通过热分析和TEM对分散剂的分散性能做进一步考察。结果表明：分散剂的链长为十八时,分散剂质量分数为0.1%-0.2%时分散剂的分散性能最好;并且分散剂的质量分数小于0.2%时对润滑油流变性能的影响很小;分散剂与纳米铜的结合不仅有物理吸附还有化学吸附。在四球摩擦磨损试验机上进行的摩擦学性能试验结果表明,采用所合成的分散剂分散的铜纳米微粒添加剂能够显著提高基础油的极压性能,同时具有良好的减摩性能。     

纳米碳酸钙、稀土复合粒子用作润滑油添加剂的研究

选择合适的表面活性剂制备含纳米碳酸钙和纳米稀土复合粒子添加剂的润滑油,采用四球摩擦磨损试验机考察了润滑油的摩擦学性能;用扫描电镜与X射线光电子能谱仪分析了磨损钢球表面的形貌、化学组成和状态。结果表明：纳米碳酸钙、纳米稀土复合粒子的最佳添加方式为：CaCO3与RE质量比为1：1,总质量分数为0．6％;此时润滑油具有最佳的抗磨、减摩性能,润滑油的抗磨、减摩机理与纳米粒子存在形态以及它们的协同作用有关。     

纳米润滑油添加剂抗磨减摩分子动力学模拟研究

研究分子动力学模拟的基本原理,建立摩擦副的分子动力学模型。通过计算对磨材料原子与被磨面材料原子之间作用力,建立运动方程,通过数值方法求解运动方程,模拟出不同时刻原子运动轨迹,根据运动轨迹和原子间作用力分析摩擦磨损过程。对Fe/Fe和Fe/Cu 2种摩擦副的抗磨减摩性能进行模拟计算,分析磨损量与模拟时间和载荷曲线的变化趋势。结果表明有中间纳米Cu润滑层的Fe/Cu摩擦副具有良好的摩擦性能。     

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ZnO粒子对航空润滑油性能的影响

利用机械共混手段,将ZnO纳米粒子加入到航空润滑油中,用自制磨损实验机考察了其对润滑油抗磨性能的影响。结果表明：ZnO纳米粒子能显著提高润滑油的抗磨性能。     

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。     

两种纳米粒子组合物用作润滑油添加剂

选择了纳米碳酸钙和纳米稀土两种粒子组合物作为润滑油抗磨、极压添加荆，采用透射电子显微镜（TEM）分别检测了其粒径大小，采用四球摩擦磨损试验机测定了含组合纳米粒子的润滑油的摩擦学性能，采用X射线光电子能谱仪分析了磨损钢球表面化学组成。结果表明：含组合纳米粒子的润滑油具有良好的抗磨减摩效果，纳米碳酸钙、纳米稀土组合粒子的最佳的添加量为CaCO3Wt％：RE Wt％=1：1，总浓度为0．6％；大小粒子配合协同作用起到有效的抗磨、减摩效果。还探讨了组合纳米粒子润滑油的抗磨减摩机理。     

润滑油纳米抗磨添加剂研究现状

介绍了润滑油纳米抗磨添加剂的研究热点和主要类型，分析了纳米添加剂对润滑油摩擦学特性改善的机理，总结了纳米添加剂的制备过程中提高其分散性的表面处理方法，并提出了润滑油纳米添加剂目前存在的问题及其发展方向。     

纳米颗粒添加剂在润滑油中的应用

纳米材料科学的发展推动了纳米润滑技术的发展,纳米级材料作为润滑油添加剂的研究已受到广泛关注。已经发现的纳米金属、纳米氧化物、纳米硫化物、碳纳米管、富勒烯、金刚石以及纳米磁性颗粒等都能使润滑油的润滑性能大幅提高。该文综述了各种纳米颗粒润滑油添加剂的摩擦学性能,探究了它们的润滑机理。基于大量的实验研究结果比较了他们性能的优劣,提出纳米磁性颗粒作润滑油添加剂有其它材料不可比拟的优势,指出如何提高添加剂的分散稳定性是提高润滑油润滑性能的关键问题。     

纳米硼酸镧对润滑油抗磨性能影响的研究

本文利用CO2超临界干燥法制备了粒径在10～70nm范围内的硼酸镧粒子,用四球机考察了其对润滑油抗磨性能的影响。结果表明,硼酸镧纳米粒子能显著提高润滑油的抗磨性,并借助扫描电子显微镜和X-射线光电子能谱初步分析了其抗磨机理。