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。     

表面修饰ZrO2纳米颗粒对液体石蜡抗磨性能的影响

采用原位修饰方法制备了双烷基二硫代磷酸盐(DDP)表面修饰的ZrO2纳米颗粒,利用四球摩擦磨损试验机考察了ZrO2/DDP复合纳米微粒用于添加剂的摩擦学行为。用扫描电子显微镜(SEM)和能量散射谱仪(EDS)观察、分析了磨斑表面形貌,并探讨了复合纳米微粒添加剂的润滑作用机制。摩擦磨损结果表明,ZrO2/DDP复合纳米微粒添加剂具有优良的抗磨损性能,能显著提高液体石蜡的失效载荷;表面分析结果表明,在摩擦过程中ZrO2/DDP复合纳米微粒聚集在边界润滑膜中,对磨损表面起到修复作用。     

微纳米ZnO在PEG400中的原位合成及其摩擦学性能研究

采用微波辅助加热原位高温分解的方法制备ZnO微纳米微粒,利用XRD、FESEM分析仪器对其结构形貌进行表征.利用四球摩擦磨损试验机考察ZnO微纳米微粒作为PEG400添加剂的摩擦学行为,并用扫描电子显微镜(SEM)和X-射线光电子能谱(XPS)等现代分析手段对钢球摩擦表面进行分析.结果表明:所制备的ZnO微纳米颗粒平均粒径在0.5～1μm之间,是由大量直径在50 nm左右的小颗粒组成;其作为润滑添加剂能够明显提高聚乙二醇400的减摩性能,并在低载荷时具有较好的抗磨性能;其摩擦机制为ZnO微纳米颗粒在摩擦过程中在钢球摩擦副表面沉积下来,生成由氧化锌、氧化铁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PEG400的摩擦学性能.     

两亲性纳米微球的制备及水润滑性能

水溶性纳米微球作为润滑添加剂成为润滑领域的重要发展方向。通过简单的无皂乳液聚合制备聚(苯乙烯-甲基丙烯酸3-磺酸丙酯钾盐)[P(St-co-SPMA)]两亲性纳米微球，通过改变聚合单体、微球浓度以及载荷，利用摩擦磨损试验机考察聚苯乙烯(PSt)和P(St-co-SPMA)2种纳米微球作为水润滑添加剂的摩擦学性能。结果表明：具有复合结构的两亲性纳米微球作为水润滑添加剂起到了非常优异的减摩抗磨性能，这是由于亲水单体的加入在微球表面形成水化层，避免了摩擦副之间的直接接触且保护了摩擦表面，有效改善了界面摩擦性能；2种纳米微球在高载荷下有着更为优异的减摩与抗磨性能，证明了纳米微球优异的承载能力。该研究为设计高效水润滑添加剂提供了新的思路，在生物润滑领域有着广阔的应用前景。     

纳米石墨颗粒在矩形件拉深成形过程中的摩擦特性研究

以石墨颗粒作为固体润滑剂及液体润滑剂的添加剂,在不同的润滑状态下进行了板料拉深成形物理试验,运用探针测试技术实时测试了矩形件的不同变形部位在拉深成形过程中所产牛的摩擦冈数大小及分布状况,评估纳米石墨颗粒作为润滑添加剂在矩形件拉深成形中的实际摩擦特性及润滑效果.研究表明纳米石墨颗粒作为润滑添加剂对板料拉深成形性能的影响显著.     

超声机械法制备一种抗磨润滑添加剂的自修复效应

采用超声机械法制备纳米A l2O3、SiO2、MgO等颗粒并对其进行化学修饰,使其稳定地分散在基础油中,获得自修复纳米润滑添加剂MF。通过四球试验与止推圈试验考察摩擦学性能,试验结果表明:自修复纳米润滑添加剂具有良好的分散稳定性和自修复性。     

几种纳米固体润滑添加剂热稳定性及其对基础油黏度的影响

采用综合热分析仪测试纳米铜、镍、锡和SiO2粉以及超细蛇纹石粉的差热分析曲线,研究了常用固体润滑添加剂的热稳定性,并用平氏毛细管黏度法研究了含不同质量分数纳米金属Cu-Ni-Sn粉、纳米SiO2粉和超细蛇纹石粉对基础油黏度及黏度指数的影响.结果表明:纳米铜、镍、锡和SiO2粉以及超细蛇纹石粉等几种固体润滑添加剂的热学性质比较稳定,在200 ℃以前不发生氧化现象,其对基础油的黏度和黏度指数没有影响,具备作为润滑油添加剂的条件.     

纳米润滑添加剂对斜齿圆柱齿轮振动及噪声特性的试验分析

基于对纳米ZrO_2、SiC、SiO_2、Al_2O_3的物化特性分析,探究含有纳米ZrO_2、SiC、SiO_2、Al_2O_3添加剂的润滑油对斜齿圆柱齿轮润滑的振动和噪声特性。对运行的20CrMnTi斜齿圆柱齿轮进行常规润滑油润滑和含纳米添加剂润滑油润滑试验,通过对斜齿圆柱齿轮施加不同的载荷和转速,分析不同工况和不同润滑方式下斜齿圆柱齿轮的振动及噪声特性,从试验的方面分析纳米添加剂润滑油对齿轮振动和噪声的影响。结果表明,纳米添加剂润滑油可在较短的时间内有效降低斜齿圆柱齿轮在不同工况下的振动及噪声值,特别是对于轴向的降振作用较径向的更加明显;同时,在此基础上进一步分析纳米添加剂润滑油润滑方式下,齿轮降振效果对载荷和转速的敏感性,发现纳米添加剂润滑油对齿轮的降振作用对转速更具敏感性。     

含氮硼酸酯在聚醚水溶液中的成膜性能

含氮硼酸酯和聚醚添加剂都是性能良好的水基润滑添加剂,两种添加剂的混合水基润滑液的成膜性能尚未研究.将月桂酸无规共聚醚(Lauric acid random copoly-ether,LPE)和硼酸三乙醇胺(Boric acid triethanolamine,BN)按质量比为1∶1混合后得到无色透明的水基润滑液,选取半浸泡的润滑方式,利用纳米级润滑膜厚度测量仪(NGY-6型)进行膜厚测量并做机理分析,分别从浓度、载荷和线速度三方面研究水基润滑液的成膜性能.结果表明该水基润滑液(浓度5％,载荷100N)膜厚度基本稳定在5.5 nm,承受0.86 GPa的载荷;水基润滑液的成膜性能受浓度、载荷和线速度综合影响,随着载荷的增大,线速度对成膜性能的影响越小.经分析该水基润滑液在试验中形成化学吸附膜.纳米级厚度润滑薄膜的成膜性能研究将在精密仪器领域有很大的应用.     

纳米材料在轴承润滑脂中的应用

纳米材料作为润滑油抗磨减摩添加剂的研究受到广泛关注，但纳米润滑添加剂在润滑脂领域中的应用起步较慢，本文从纳米润滑添加剂的种类、摩擦学性能方面介绍了纳米润滑添加剂的研究进展，展望纳米材料在轴承润滑脂中的应用。     

微织构光固化填充h-BN的巴氏合金表面摩擦学性能

为了提高巴氏合金在油润滑条件下的摩擦学性能,在巴氏合金表面加工凹坑微织构并利用光固化填充方法填充六方氮化硼(h-BN)固体润滑剂,制备出h-BN与表面微织构相结合的复合润滑结构。研究复合润滑结构在油润滑条件下的摩擦学性能及其减摩润滑机制。结果表明：复合润滑结构的摩擦学性能远高于未织构面和纯织构面;当凹坑微织构直径较小时,织构密度为10%～20%时,复合润滑结构摩擦因数较小,而凹坑直径较大时,随着织构密度的增加,复合润滑结构摩擦因数逐渐减小;当织构密度小于20%时,凹坑直径较小的复合润滑结构摩擦因数小,当织构密度达到30%时,随着凹坑直径的增加,复合润滑结构摩擦因数减小。复合润滑结构能够改善巴氏合金表面摩擦学性能,是因为h-BN固体润滑剂的释放在巴氏合金表面形成了固体润滑薄膜,避免了润滑油膜较薄处的巴氏合金表面直接与45钢表面接触,且释放h-BN固体润滑剂后的微织构凹坑可以起到收集磨粒,储存润滑油的作用。     

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。     

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。     

油酸修饰纳米粒子的摩擦学性能比较

利用化学法合成了表面为油酸所修饰的PbS、PbO和ZnS纳米粒子,由于无机纳米粒子表面有一层由油酸组成的长链有机化合物,使得所修饰的PbS、PbO和ZnS纳米粒子在基础油中有良好的分散性,能够作为润滑油添加剂。用四球摩擦磨损试验机分别考察了它们作为润滑油添加剂的摩擦学行为,结果表明,无机纳米核的化学组成、大小,以及摩擦过程中所形成边界润滑膜的成膜机制对油酸修饰纳米粒子作为润滑油添加剂的摩擦学性能影响不大,所合成的油酸修饰PbS、PbO和ZnS纳米粒子作为润滑油添加剂都能够明显提高基础油的减摩抗磨性能。     

十二烷氧基改性硼酸铜的合成及抗磨减摩性能研究

合成了一种新型的油溶性含硼润滑油添加剂———十二烷氧基硼酸铜。采用四球和环-块摩擦磨损试验机评价了其摩擦学性能。结果表明,在HVI500中性矿物油中加入十二烷氧基硼酸铜以后,其承载能力明显提高,磨斑直径和摩擦因数均显著降低。从磨斑表面XPS分析结果可以推断,添加剂在摩擦过程中发生了摩擦化学降解反应,生成的产物Cu2O和B2O3沉积在摩擦表面而起润滑作用,从而改善抗磨减摩性能。     

聚合十六烷氧基硼酸钾的合成及作为润滑油抗磨减摩添加剂的摩擦学性能

本文合成了一种含硼及钾的油溶性化合物-聚合十六烷氧基硼酸钾并将其用作润滑油抗磨减摩添加剂,用四球及环块摩擦试验机研究了它的摩擦学性能.结果发现:500SN基础油的抗磨性能得到明显改善,其承载能力明显提高,摩擦系数明显降低,有—最佳添加剂含量,超过此量,油品的承载能力不升反降.将磨斑分别在石油醚及蒸馏水中用超声波清洗后用扫描电子显微镜表征,结果发现磨斑表面存在有含硼沉积物.聚合十六烷氧基硼酸钾在表面发生了摩擦化学反应,如分解、缩合等,这些反应产物形成了一层具有抗磨减摩性能的膜.     

The Role of Nickel in Ni-Containing Nanotubes and Onions as Lubricant Additives

We studied tribological properties of Ni-containing single wall carbon nanotubes and carbon nano-onions. Nickel catalyst particles are often necessary to synthesize these carbon nanoparticles. Nanoparticles were used as additives dispersed in a lubricating poly-alpha-olefin base oil. We show superior tribological properties for carbon nanoparticles containing residual nickel cores. Thus, removal of nickel catalyst from carbon particles is not necessary for excellent tribological performances. Mechanisms of friction and wear reduction are discussed in the light of analytical data. Data suggest the tribo-formation of a Ni-doped carbon-like material.     

Investigation of the Stability and Tribological Performance of Ionic Nanoliquids

In previous studies, nanoparticles and ionic liquids (ILs) have been used separately as oil additives and have been shown to reduce friction and wear. In this study, the stability and tribological performance of ionic nanoliquids (INLs), which combine nanoparticles and miscible ionic liquids together as oil additives, were investigated. Zinc oxide nanoparticles were dispersed in a mixture of polyalphaolefin (PAO) oil and ionic liquid (tetradecyltrihexylphosphonium bis (2,4,4-trimethylpentyl phosphinate)) using an ultrasonic homogenizer. The coefficient of friction was studied using a tribometer with a ball-on-disk configuration. The wear track was measured using a Bruker Contour GT-K Optical Profiler and the wear volume was calculated. The effects of concentration and load on the coefficient of friction and wear were investigated. The effects of ultrasonic mixing time and nanoparticle concentration on the stability of the solutions were also studied.     

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。