量子化学计算和分子动力学模拟在金属加工液研究中的应用

综述了量子化学计算和分子动力学模拟在金属加工液个性化设计、定制与性能评测研究方面的应用。量子化学计算可以准确获取金属加工液体系中各种分子的化学反应活性、在金属表面的吸附行为等微观性质，实现对摩擦改进剂、防锈剂等添加剂的高效筛选和设计；而分子动力学模拟的优势在于能够得到金属加工液的黏度、热导率等理化性能，模拟或重现实际金属加工的摩擦润滑等过程，尤其是含纳米粒子添加剂的复杂固-液体系的宏观性能。两种方法将为金属加工液功能化、个性化配方优化以及高效性能评价提供理论指导，实现从微观尺度到宏观尺度、从分子性质到产品性能的“自下而上”设计开发。     

原位制备CaCO3微纳米流体及摩擦学性能研究

选用菜籽油、失水山梨糖醇脂肪酸酯(Span 80)、壬基酚聚氧乙烯醚(TX-7)、正丁醇制备W/O型微乳液，并将其作为微反应器原位合成CaCO₃微纳米粒子。对CaCO₃粒子形貌的表征表明，随含水量增加，CaCO₃粒子由球形转变为梭形薄片状，CaCO₃粒子尺寸也可受含水量控制。通过四球摩擦磨损试验机评价CaCO₃微纳米流体的摩擦学性能，结果表明，该微乳液体系相较于基础油的摩擦因数降低了约55.74%,CaCO₃粒子使微乳液P_B值提高了约10.88%,摩擦面粗糙度降低了约16.01%。在摩擦过程中，胶团在表面活性剂的作用下平行吸附于摩擦面且易于剪切，实现优异的减摩效果；梭形薄片状的CaCO₃微纳米粒子可以抑制表面微凸体之间的直接接触，减少黏着磨损与磨粒磨损，从而发挥极压作用并显著改善表面质量。