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。     

含纳米碳酸钙、稀土粒子润滑油的摩擦学性能

采用透射电子显微镜（TEM）观察、测定了纳米碳酸钙、稀土（RE）粒子形貌和粒径；制备了含不同浓度与比例的纳米碳酸钙、稀土复合粒子的润滑油，并在四球摩擦磨损试验机上考察了其摩擦学性能；采用扫描电子显微镜与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。研究结果表明，纳米碳酸钙、稀土粒子的最佳的添加量为0.6%，最佳配比为w（CaC03）：w（RE）=1：1；该润滑油具有优良的抗磨、减摩性能；其抗磨、减摩机理与纳米粒子存在形态以及摩擦化学作用有关。     

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CaCO3、Cu混合物润滑油添加剂的摩擦学性能

采用纳米碳酸钙、纳米铜粒子混合物作为润滑油添加剂，利用四球摩擦磨损试验机考察了含纳米碳酸钙、纳米铜粒子添加剂的润滑油的摩擦学性能；用扫描电子显微镜（SEM）考察了磨痕表面的形貌；用原子力显微镜和扫描电子显微镜（SEM）观察分析了在磨损表面纳米粒子的形态与分布。研究结果表明，纳米碳酸钙、纳米铜的混合粒子的总添加量为0.6％，质量比为1：1时，润滑油具有最佳的摩擦学性能；润滑油中纳米碳酸钙、纳米铜混合物粒子添加剂的优良摩擦学性能与纳米粒子在表面存在形态相关。     

环保型纳米润滑材料的研究

从环保角度,选择了两种纳米材料作为润滑油抗磨、极压添加剂。介绍了纳米材料的制备,根据亲水亲油平衡值(HLB)选择了合适的表面活性剂,并将其加入到含有单种或两种复合纳米粒子的润滑油中进行表面改性,采用四球摩擦磨损试验机测定含纳米粒子的润滑油的摩擦学性能。结果表明:含纳米粒子的润滑油具有良好的抗磨减摩性能,且含复合纳米粒子的润滑材料的抗磨减摩性能比单种纳米粒子的润滑材料的抗磨减摩性能好。这里还探讨了纳米润滑材料的抗磨减摩机理。     

纳米WS2和TiN对GCr15钢摩擦磨损性能的影响

以纳米WS_2和TiN为添加剂,研究不同纳米材料及含量对基础油500SN减摩抗磨性能的影响。试验结果显示,在添加纳米材料后,润滑油的减摩抗磨性能有了明显提升,磨损类型也发生了明显的改变,其中在添加纳米TiN后的磨损类型由磨粒磨损变为黏着磨损,在添加纳米WS_2变为黏着磨损与磨粒磨损共存;随着纳米粒子质量分数的增加,润滑油的减摩抗磨特性先提升后下降,其中0.3%质量分数的纳米TiN的减摩抗磨效果最好,相比基础油,可以使摩擦因数下降5%～8%,磨斑直径下降26%～32%。     

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。     

表面修饰氟化镧纳米粒子的制备及摩擦学性能研究

采用化学沉淀法以氟化物(NaF)和稀土氯化盐(LaCl3)为原料制备LaF3纳米粒子;采用透射显微镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)对纳米粒子的结构和形貌进行表征及分析;用硅烷偶联剂KH550对其表面改性,在高速高温摩擦磨损试验机上研究改性后的LaF3纳米粒子添加到纯基础油中的摩擦学性能,分析其抗磨减摩机制。结果表明,LaF3纳米粒子添加到润滑油中能提高其摩擦学性能,起到减摩耐磨效果;摩擦过程中LaF3纳米粒子渗透到试件中,起到修复作用。     

添加纳米Fe3O4 润滑剂磨损性能试验研究

采用化学共沉淀发制备了纳米级铁磁流体润滑剂，利用MMW-1万能摩擦磨损试验机，测定了添加纳米Fe3O4润滑剂在不同速度、添加量和载荷下的摩擦学性能，并对减摩抗磨机制进行了研究。结果表明，添加纳米Fe3O4粒子的润滑油表现出了良好的抗磨减摩性能，并能够显著改善基础油的承载能力，最大可以提高16．5％。其减摩抗磨机制为，由于纳米微粒大多为球状，能起到类似“球轴承”的作用，从而提高润滑性能；另外，由于纳米颗粒的增粘作用，从而提高承载能力。     

油酸修饰PbS纳米粒子的摩擦学性能剖析

合成了基础油中分散性良好的油酸（OA）修饰PbS纳米粒子，并用四球摩擦磨损试验机考察了其作为润滑油添加剂的摩擦学行为，结果表明，OA修饰PbS纳米粒子在较低的添加浓度下就具有良好的减摩和抗磨效果，未修饰PbS纳米粒子作为润滑油添加剂时有一定的减磨作用，而修饰剂油酸则具有一定的抗磨性能。     

新型环保润滑油配方的研制

研制了一种新型环保润滑油.该润滑油由表面活性剂、促进剂、纳米粒子、500SN基础油组成,具有极压性能高、抗磨减摩性能好、保护环境、制作简单等特点.其活性剂与促进剂的配方为:(吐温-60∶司本-20∶司本-80=2∶1∶1)∶聚醚=4∶3;纳米粒子配方为:W(Cu)∶W(CaCO3)=1∶1,W(Cu CaCO3)%=0.6%.     

磨屑对润滑油摩擦性能的影响

通过实验和模拟研究磨粒对润滑油摩擦性能的影响。首先通过微纳米压/划痕试验测量含磨屑润滑油的摩擦因数。同时,建立边界润滑体系模型,采用分子动力学方法模拟含磨屑润滑油膜在不同载荷下沿膜厚方向的压缩率和密度分布;对体系的上下固体壁面施加方向相反的剪切速度,计算出壁面原子的应力、摩擦力、正压力和摩擦因数;分析不同粒径磨屑的动态行为特征;通过减少润滑油分子数量,探究乏油工况下含磨屑润滑体系的摩擦性能。结果表明,润滑体系摩擦因数的模拟值与试验值一致;磨屑的存在会降低油膜的压缩率,同时在高载下磨屑的存在会对油膜的分层产生破坏,影响磨屑附近的密度分布;含小粒径磨屑的润滑体系的摩擦因数比含大粒径磨屑的润滑体系的小,表明磨粒聚集长大现象会恶化润滑油的润滑性能;磨屑在剪切过程中同时存在滚动和滑动,含小粒径磨屑的润滑体系剪切过程中表现出波动幅度更大的角速度;随着载荷的增大,磨屑角速度减小,波动幅度降低;在乏油工况下,磨屑会在剪切过程中出现变形破碎现象。     

ZnO纳米微粒作为润滑油添加剂的摩擦学作用机理

通过实验研究了 Zn O纳米微粒作为润滑油添加剂的摩擦学特性 ,提出了作用机理模型。在润滑油中同时加入 Zn O纳米微粒和分散剂可显著改善润滑油的耐磨减摩性能。其作用机理是 ,分散剂吸附在 Zn O纳米微粒团簇表面 ,然后共同吸附在摩擦副表面 ,在剪切力的作用下 ,Zn O纳米微粒团簇分割成更小的单元 ,当载荷继续增大时 ,Zn O纳米微粒处于熔化或半熔化状态 ,从而起到降低磨损 ,减小摩擦的作用     

纳米蒙脱石添加剂对45~#钢摩擦副摩擦学性能的影响

将KH550偶联剂修饰的纳米蒙脱石(MMT)按不同质量分数加入150N基础油中,制备质量分数1%~5%的5种纳米MMT润滑油体系,采用MMU-10G摩擦磨损试验机考察纳米MMT对45#钢摩擦副减摩抗磨性能的影响,采用SEM和EDX等分析试样形貌与表面元素成分的变化,分析影响摩擦学性能的机制。结果表明:质量分数3%的纳米MMT润滑油和具有最好的抗磨减摩性能,相对于基础油润滑体系,可使金属摩擦副磨损失重量最小降低45.5%;所有试样表面均形成了以MMT特征元素和Fe元素为主体组成的自修复膜层,使试样磨损损失获得补偿,其中质量分数3%的纳米MMT润滑油润滑时摩擦副表面MMT特征元素的含量最高,故试样磨损率最小;纳米MMT润滑体系润滑时的摩擦因数均低于纯基础油,但是不同含量的纳米MMT对改善45#钢摩擦副的减摩性没有明显的区别。     

Tribological Performance of Lubricating Greases Based on Calcium Carbonate Polymorphs Under the Boundary Lubrication Condition

In this article, we synthesized the calcium sulphonate grease (CSG) based on the calcite using the bright stock (150BS) as the base oil. In order to investigate the tribological performance of lubricating grease containing different calcium carbonate polymorphs under boundary lubrication condition, a calcium sulphonate complex grease (CSCG) based on the vaterite was used as a reference. An oscillating reciprocating friction and wear tester set at a series of applied loads and frequencies was adopted to evaluate the tribological performance under boundary condition. Results showed that the lubricating grease that was composed of crystalline calcite as the partial thickener had excellent friction-reducing and antiwear (AW) properties, regardless of the applied loads and frequencies. The vaterite in CSCG easily experienced a polymorph transformation into calcite or aragonite characterized by Raman spectroscopy. This polymorph transformation was attributed to the highly local friction temperature and activated hydrogen from water or acids oxidated in the rubbing process at high load or frequency. The physical polymorph transformation corresponded to the fluctuations of the friction coefficients, then contributed to the severe wear. XPS analysis indicated that two calcium sulphonate lubricating greases occurred a tribochemical reaction and boundary tribofilms consisted of CaCO₃, CaO, iron oxide and FeSO₄ were formed on the rubbing surfaces. The tribofilm formed by the introduction of the CSG that mainly depended upon the thickeners of calcite structure contributed to an excellent AW protection. The possible boundary friction mechanism for greases based on various calcium carbonate polymorphs was also proposed. Effect of calcium carbonate polymorphs on the tribological performance was discussed.     

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。     

纳米碳球作为合成酯抗磨剂的摩擦学性能研究

采用表面化学改性的方法得到硬脂酸修饰的纳米碳球,在四球摩擦试验机上考察纳米碳球在合成酯类润滑油中的抗摩擦性能,探讨纳米碳球的抗磨与润滑机制。结果表明,通过表面改性,显著提高纳米碳球在润滑油中的分散稳定性;纳米碳球作为合成酯润滑油抗磨剂表现出优良的抗磨减摩性能;在转速1.200 r/min,载荷150 N的实验条件下,质量分数0.07%的改性纳米碳球可使三羟甲基丙烷混酸酯平均摩擦因数减小幅度达到30%左右,磨损率降低33%,质量分数0.15%的改性纳米碳球可使季戊四醇油酸酯的平均摩擦因数降低幅度达到50%以上,磨损率降低14.6%     

混合纳米粒子作为润滑脂添加剂最佳配比的实验研究

在MRH-3型高速环块摩擦磨损试验机上,研究混合纳米粒子Al2O3-Al-Cu和Al2O3-Al-MgO作为润滑脂添加剂的摩擦学性能,通过减摩、表面修复以及抗极压性能实验,确定混合纳米粒子的最佳配比。结果表明:在几种纳米粒子之间的协同作用下,含有混合粒子Al2O3-Al-Cu和Al2O3-Al-MgO的润滑脂具有良好的表面修复、抗极压等摩擦学特性,混合粒子比多数单粒子在减摩方面都具有更好的效果。     

纳米二硫化钼作为润滑油添加剂的摩擦学性能研究

研究纳米二硫化钼作为润滑油添加剂的摩擦学性能。以不同的表面活性剂和不同的超声波分散时间制备纳米二硫化钼润滑油,考察表面活性剂和超声波分散时间对纳米二硫化钼分散稳定性的影响。采用四球机和描电镜考察纳米二硫化钼在润滑油中的摩擦学性能。结果表明,2%油酸表面活性剂和超声波分散30 min可有效提高纳米二硫化钼在润滑油中的分散稳定性,纳米二硫化钼在润滑油中具有良好的抗磨性能、减摩性能,特别是0.01%二硫化钼在润滑油中的抗磨性能和高负荷下的减磨性能更为突出。