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。     

分散剂对碳基润滑油添加剂稳定性的影响

为改善纳米碳基添加剂在润滑油中的分散效果,考察Span20、Span60、Span80、Tween20、Tween60、油酸、十六烷基三甲基溴化胺7种分散剂对纳米碳粉、纳米石墨、纳米石墨烯在润滑油中的分散稳定性的影响。通过静置观察法筛选出较适合的分散剂,再通过紫外吸收光度法确定最优分散剂类型;同时通过超声分散试验和分散剂添加量的试验,确定最优超声分散时间和分散剂的最优添加量。结果表明:7种分散剂中,Span60对3种纳米碳基添加剂在基础油400SN中的分散效果最好;油样配置过程中最优超声振荡时间为30 min;纳米石墨、纳米碳粉和纳米石墨烯作为基础油400SN抗磨添加剂时,Span60的最优质量分数分别为1.0%、1.5%、2.5%。     

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%     

油溶性纳米铜的制备、表征及其对SF15W/40汽油机油摩擦性能的影响

采用界面生长法,以醋酸铜为母体,抗坏血酸(Vc)为还原剂,吐温-85为修饰剂,正丁醇为生长剂,合成了粒径约15.5 nm的油溶性球形纳米铜粉;通过X-射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对纳米铜粉进行了表征;将其作为润滑油添加剂分散于SF15W/40汽油机油中制得纳米润滑油;通过高浓度激光粒度仪考察了纳米润滑油的分散稳定性;通过UMT-Ⅱ摩擦磨损实验机考察了纳米润滑油的摩擦学性能;采用扫描电子显微镜(SEM)分析了磨损表面形貌.结果表明:纳米铜粉在润滑油中具有优异的分散稳定性;纳米铜粉显著改善了SF15W/40汽油机油的润滑性能,其最佳添加量为0.8%.分析认为纳米铜在摩擦表面的划痕和犁沟处沉积并铺展成膜,从而改善了摩擦磨损性能.     

超分散稳定纳米PbS的非水原位构筑及摩擦学特性

设计并合成了油溶性铅盐和胺基类超分散剂,用非水滴定方法、电感耦合等离子体原子发射光谱、傅立叶红外光谱仪、凝胶渗透色谱仪对其进行了表征;在添加有油溶性铅盐和0.3%超分散剂的液体石蜡介质中,原位构筑了纳米PbS;对构筑的纳米PbS进行了72 h连续普通离心试验和56 h非连续高速离心试验,以考察其分散稳定性;用激光散射原位表征了纳米PbS的粒径及粒径分布;用环块试验机对纳米PbS作为润滑油添加剂的摩擦学性能进行了评价。结果表明:构筑的纳米PbS经普通离心试验和非连续高速离心试验均未出现两相分离现象,说明纳米PbS在液体石蜡中表现出超分散稳定性;纳米PbS粒子大小均匀、粒径分布窄;超分散稳定纳米PbS的存在,能显著降低油品的摩擦因数和磨损量,在试验选择的添加量(质量分数0.05%~0.3%)范围内,可使油品的承载能力提高1倍。     

两种分散剂对IF-WS2纳米粒子分散性能和摩擦性能的影响

研究甲基萘和聚异丁烯丁二酰亚胺(PIBSI)两种分散剂对IF-WS 2纳米颗粒在基础油中的分散性能和摩擦性能的影响。使用722型分光光度计和四球摩擦试验机分别考察纳米WS 2润滑油在分散剂中的分散稳定性和摩擦性能,用激光粒度分析仪和红外光谱(FTIR)分析分散剂与WS 2纳米颗粒之间的作用机制。结果表明:甲基萘的分散效果和抗磨减摩效果最好,4%甲基萘分散的0.01%的纳米WS 2润滑油可以长期稳定保存,其纳米WS 2润滑油在490 N时的磨斑直径仅为0.540 mm,摩擦因数为0.11;甲基萘能够起到分散和抗磨减摩作用的原因是其对IF-WS 2纳米粒子具有一定的溶解作用。     

TiC-H_2O纳米流体流变及传热特性研究

通过"两步法"制备出分散稳定性能好的TiC-H_2O纳米流体,并研究了其流变特性及传热特性。结果表明,分散剂质量分数会影响纳米流体黏温特性,纳米流体随剪切速率的变化而表现出不同流体状态,纳米颗粒质量分数及粒径均会影响流体传热特性。     

含石墨烯聚α-烯烃合成基础油的摩擦学行为分子动力学模拟

为探究聚α-烯烃链长和石墨烯添加剂对聚α-烯烃(PAO)合成基础油摩擦性能的影响,采用分子动力学方法研究不同结构的PAO的摩擦学性能,分析PAO分子链长及石墨烯质量分数对润滑油与摩擦副接触面间的剪切应力、范德华能以及油膜厚度的影响。结果表明:石墨烯可以增加润滑油与摩擦副接触面间的范德华能,从而吸附更多润滑油分子,增加油膜厚度,降低剪切应力,提升润滑油减摩效果,且可使范德华能的变化更加平稳,提升润滑油吸附的稳定性;石墨烯对不同链长PAO的影响不同,对于短链PAO,石墨烯较低时就能起到很好的减摩效果,且减摩效果更加明显;而对于长链PAO,石墨烯含量较高时才能起到减摩效果。     

复合纳米粒子作为润滑油添加剂的摩擦学性能

研究了复合纳米粒子作为添加剂对润滑油摩擦学性能的影响.将改性纳米CaCO3和纳米Zn按一定质量分数进行复配后,加入到液体石蜡中,采用摩擦磨损试验机考察了其摩擦学性能;并采用正交试验方法分析了2种纳米粒子的最佳配比和最佳添加量.结果表明,复合纳米粒子综合了CaCO3和Zn 2种纳米粒子的性能,作为润滑油添加剂,比单一的纳米CaCO3和纳米Zn添加剂有更好的抗磨减摩性能;在本文试验条件下,纳米CaCO3和纳米Zn的质量比为1∶1,总质量分数为0.6%时,配制的润滑油具有更好的抗磨减摩性能.     

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。     

分散剂对铜CMP材料去除率和表面粗糙度影响的实验研究

使用5种分散剂，SiO2水溶胶为磨料、H2O2为氧化剂，分别进行抛光实验。结果表明：二乙烯三胺和吡啶2种分散剂相对较好，二乙烯三胺（质量分数0．05％）对铜的材料去除率达到570．20nm／min，表面粗糙度为Rα1．0760nm，吡啶（质量分数0．75％）的材料去除率为373．69nm／min，表面粗糙度为Rα1．5776nm；二乙烯三胺提高了抛光液的碱性并增强了对铜金属的腐蚀作用是材料去除率提高的主要原因，其多胺基的极性吸附和与胶体分子羟基的化学键作用提高了抛光液磨粒胶体表面的zeta电位，较大的分子链有效地提高了磨料粒子间的空间排斥力，故较好的纳米磨料粒子分散性使抛光表面粗糙度降低。     

纳米铜润滑油添加剂在工程摩擦学中的研究进展

纳米铜具有低剪切强度和晶界滑移效应，与减摩剂、抗磨剂、抗氧剂等润滑油添加剂共同发挥协同减摩抗磨和自修复效用，具有较强的工程应用潜力。综述近年来纳米铜作为润滑油添加剂的工程摩擦学研究进展，讨论纳米铜在润滑体系中的润滑机制，总结分散稳定性、粒径及含量等因素对纳米铜颗粒摩擦学性能的影响规律，阐述增强纳米铜颗粒分散稳定性的方法。指出目前对纳米铜添加剂的摩擦学研究和润滑机制的认知仍缺乏系统性和统一性，且由于纳米铜表面较高的自由能，导致润滑油体系稳定性和润滑有效性不确定等问题，制约了纳米铜作为润滑油添加剂的工业应用和推广。最后展望纳米铜添加剂的发展方向。     

纳米减摩润滑剂在发动机中的应用效果研究

利用合成和复配技术制备了纳米减摩润滑剂,采用LPW4型柴油发动机考察了该润滑剂的实际应用效果,分析了纳米润滑剂对油品理化指标和减摩润滑性能的影响,研究了纳米润滑剂改善发动机油压、油耗和尾气排放等外特性的效果。结果表明:经过620 h的可靠性发动机试验,纳米润滑剂中金属元素Fe含量较专用机油降低了47.8%,机油压力提高了15.8%,说明纳米润滑剂具有优良的减摩润滑性能;与专用机油相比,纳米润滑剂的燃油消耗降低了3.6%,发动机的尾气颗粒含量降低了26.7%,排放烟度降低了51.3%,说明纳米润滑剂具有良好的节能效果和环保特性。这是由于纳米润滑剂充分利用了纳米特性和多种功能添加剂的复合协同功效,提升了传统润滑油的减摩润滑性能和整体性能。     

特殊螺纹套管接头纳米铜干式涂层的制备及性能研究

以添加少量PTFE纳米颗粒的纳米铜为基体,以环氧树脂为黏结剂,制备出一种纳米铜固体润滑涂料;采用摩擦试验机研究室温下不同环氧树脂添加量的纳米铜涂层的摩擦性能,并与常规螺纹脂进行对比;利用盐雾试验机对涂层进行耐盐雾腐蚀测试;将纳米铜固体润滑涂料涂覆于套管螺纹表面,进行上卸扣试验。结果表明：环氧树脂质量分数为40%的纳米铜固体润滑涂层减摩性能和耐盐雾腐蚀性能等综合性能最佳,且涂层的摩擦性能优于螺纹脂;纳米铜干式涂层接头进行10次上卸扣试验后未发生黏扣现象,因此纳米铜干式涂层具有代替现有螺纹脂的潜力。     

溶剂萃取法制备纳米铜均匀分散的植物型绿色润滑油

采用溶剂萃取法在油相中以水合肼为还原剂还原醋酸铜,将十二烷基苯磺酸钠作为修饰剂以制备纳米铜均匀分散的植物型绿色润滑油。采用傅立叶变换红外光谱仪和扫描电镜表征修饰的纳米铜材料。采用MQ-800型四球摩擦磨损试验机考察了纳米铜均匀分散的绿色润滑油的摩擦学性能。实验结果表明,纳米铜能明显改善植物型绿色润滑油的性能,提高最大无卡咬负荷,采用溶剂萃取法制备的纳米铜均匀分散的植物型绿色润滑油能长时间稳定保存。     

A study on the tribological characteristics of graphite nano lubricants

Many researchers have tried to improve the tribological characteristics of lubricants to decrease friction coefficients and wear rates. One approach is simply the use of additives in the base lubricant to change its properties. Recently, nanoparticles have emerged as a new kind of additive because of their size, shape and other properties. A nano lubricant is a new kind of engineering lubricant made of nanoparticles, dispersant, and base lubricant. In this study, graphite nanoparticles were used to fabricate nano lubricants with enhanced tribological properties and lubrication characteristics. The base lubricant used was industrial gear oil, which has a kinematic viscosity of 220 cSt at 40°C. To investigate the physical and tribological properties of nano lubricants, friction coefficients and temperatures were measured by a disk-on-disk tribotester. The surfaces of the fixed plates were observed by a scanning electron microscope and an atomic force microscope to analyze the characteristics of the friction surfaces. The results show that when comparing fixed plates coated with raw and nano lubricants, the plate coated with a nano lubricant containing graphite nanoparticles had a lower friction coefficient and less wear. These results indicate that graphite nanoparticle additives improve the lubrication properties of regular lubricants.     

纳米铜粉在乙醇溶液中的团聚规律

研究了纳米铜粉在乙醇溶液中团聚的影响因素及其规律。结果表明:随着静止时间的延长,纳米铜粉的团聚粒径逐渐增大,粒径的分布范围先是增大,当团聚达到动态平衡后又逐渐变小;当团聚达平衡状态时,纳米铜粉的平均粒径随其质量分数的增加而增大,但当质量分数达到一定值时平均团聚粒径就达到极限;纳米铜粉在悬浊液中的团聚速率随纳米铜粉质量分数的增大而增大。     

Benzotriazole as the additive for ionic liquid lubricant: one pathway towards actual application of ionic liquids

In this paper, we report on the first tribological evaluation of the room temperature ionic liquids (RTILs) compatible lubricant additive. Benzotriazole (BTA) was chosen for study in that it shows good miscibility with imidazole ionic liquids because of similar molecular structure. BTA can greatly improve the tribological behaviors of ionic liquids carrying hexafluorophosphate anions for Steel/Cu–Sn alloy sliding pair mainly because of the alleviation of corrosion. The worn surface of the bronze was investigated by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), which revealed complex tribochemical reactions during the sliding process. A protective film comprised of [Cu(–C₆H₅N₃)] and Cu₂O is formed. Strong interaction between benzotriazole and the surface of Cu alloy was proposed to account for the excellent anti-wear and anti-corrosion improvement capability.     

表面修饰Cu纳米微粒作为自修复添加剂修复连杆瓦的研究

将DNCu-1型表面修饰Cu纳米微粒添加到发动机润滑油中，在发动机运行-段时间以后对连杆瓦的磨损表面进行SEM、EDS和XPS分析。结果表明，表面修饰Cu纳米微粒与润滑油有良好的相容性，可以稳定均一地分散到润滑油中；Cu纳米微粒在连杆瓦表面上形成了沉积膜使得连杆瓦上的磨损部分得到了有效的修复，并与表面修饰层形成的摩擦化学反应膜产生协同作用，从而表现出了良好的修复和抗磨作用，可延长发动机的磨损部件的使用寿命。