油胺修饰镍纳米粒子在锂基脂中的摩擦学性能*

为提高镍纳米粒子作为润滑脂添加剂的减摩和抗磨能力,采用油胺对其进行修饰以减少团聚,通过SEM、FT-IR和XRD对OA-Ni的微观形态和结构进行了表征,利用四球摩擦试验机和TE77往复摩擦试验机考察表面修饰的镍纳米粒子(OA-Ni)对锂基润滑脂摩擦学性能的影响,并探讨其在润滑脂中的减摩抗磨机制。结果表明:制备的油胺修饰镍纳米粒子呈不规则的圆片状,粒径约为100 nm,在润滑脂中有良好的分散性;经油胺表面改性的镍纳米粒子能有效改善锂基脂的摩擦学性能,抗磨和减摩性能分别提升了36.6%和15%。磨损表面分析结果表明,在摩擦过程中油胺修饰的镍纳米粒子在摩擦表面形成了主要成分为Fe2O3、 Fe3O4、NiO、Ni2O3等金属氧化物的摩擦化学膜,提高了锂基脂的摩擦学性能。     

油酸修饰纳米氟化镧的摩擦学性能

以油酸为修饰剂制备表面改性的氟化镧纳米粒子,在环块式摩擦磨损试验机上考察氟化镧纳米粒子在150N基础油中的摩擦学性能,借助透射电镜(TEM)、金相显微镜及X射线衍射仪(XRD),分别对磨损试样的表面形貌和元素成分进行观察和分析,探讨表面修饰氟化镧纳米添加剂的抗磨减摩机制.结果表明:油酸修饰的氟化镧纳米粒子在150N基础油中减摩抗磨效果明显,与纯基础油润滑相比,在250 N压力和450 r/min转速条件下,质量分数2％的氟化镧纳米粒子在稳定磨损阶段可使45#钢试样摩擦因数降低40％,总失重降低43.75％.EDX分析表明,氟化镧纳米粒子在摩擦过程中在磨损表面生成了自修复膜.     

油酸修饰纳米铜粉的摩擦学性能研究

采用了液相还原修饰法,在溶液中直接合成了油酸表面修饰的纳米Cu微粒。在四球摩擦擦损试验机上考察了其作为润滑油添加剂在45#变压器油中的摩擦学性能。结果表明:制备的纳米Cu微粒粒径在20~50 nm之间,且分布均匀;较低载荷下,纳米Cu微粒对油品的润滑性能没有影响,当载荷达到600 N以上时,其抗磨减摩性能有显著的提高。XPS分析表明,较高载荷下的摩擦表面形成了单质铜和油酸的沉积膜,正是这层沉积膜的作用使得纳米Cu微粒具有优异的抗磨减摩性能。     

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。     

电镀废液回收纳米铜粉作为润滑添加剂的摩擦学性能研究

以化学还原法从电镀铜废液中回收的纳米铜粉为固体润滑油添加剂,在四球式摩擦磨损试验机上研究纳米铜粉的加入量对润滑油摩擦学性能的影响。采用SEM、EDAX等分析磨斑表面,初步探讨纳米铜粉抗磨减摩机制。结果表明:纳米铜粉的添加显著提高基础油的抗磨减摩性能,当纳米铜粉加入量为0.3%(质量分数)时,其摩擦因数和磨斑直径分别比基础油减小33.4%和19%。含纳米铜粉润滑油在高载荷下具有更好的抗磨减摩性能。纳米铜粉在摩擦过程中抗磨减摩机制主要为填充作用和沉积自修复膜作用机制。     

硬脂酸修饰PbO、Zn(OH)2纳米粒子的摩擦学性能研究

制备了硬脂酸修饰的PbO、Zn(OH)2纳米微粒,考察了其在45#变压器油中的摩擦学行为,并用SEM扫描电子显微镜、Perkin-E lmer 7型热分析仪、SHIMADZU FTIR-8900型红外光谱仪等进行表面分析。结果表明所得PbO、Zn(OH)2粒径约为30 nm,并且表面修饰剂与纳米粒子之间发生了化学反应,从而增加了粒子在基础油中的稳定性和分散性;摩擦试验表明,较低载荷下,添加的纳米微粒对油品的抗磨性能有负面影响,随着载荷的不断增加,纳米微粒的抗磨性能逐渐显现出来。     

硬脂酸修饰Sn纳米微粒的制备及摩擦学性能

为研究固体润滑剂软金属Sn作为润滑添加剂的摩擦学性能,采用原位表面修饰液相化学还原的方法制备了硬脂酸修饰Sn纳米微粒。通过XRD,TEM,FT-IR等分析手段对其形貌和结构进行了表征,在四球摩擦磨损试验机上考察了硬脂酸修饰Sn纳米微粒作为液体石蜡添加剂在不同添加量和不同施加载荷下的摩擦学性能。结果表明,所制备的纳米微粒具有四方晶型Sn的晶体结构,粒径细小,平均粒径5~10 nm,有机修饰层的存在能防止Sn纳米微粒被氧化。硬脂酸修饰Sn纳米微粒在中低负荷下作为润滑油添加剂具有良好的减摩抗磨性能,并且能够提高基础油液体石蜡的承载力。     

蒙脱石和坡缕石纳米润滑油添加剂的摩擦学性能

将KH550偶联剂修饰的纳米蒙脱石和纳米坡缕石,分别按质量比3%添加到150N基础油中制备2种纳米润滑油分散体系,用激光粒度分析仪、TEM、IR表征纳米添加剂的分散稳定性,在MMU-10G摩擦磨损试验机上测试2种纳米润滑油对45#钢的减摩抗磨性能,用SEM和EDX等分析摩擦试样表面成分与形貌的变化及影响摩擦学性能的机制。结果表明:纳米蒙脱石平均粒径较小,在150N基础油中分散更稳定;2种纳米润滑油相比纯基础油润滑时的平均摩擦因数和磨损量均明显下降,其中纳米蒙脱石润滑油的抗磨减摩性能最好;2种纳米润滑油润滑时摩擦试样表面分别生成了含蒙脱石和坡缕石特征元素的自修复膜层,其中蒙脱石特征元素含量相对较高,说明纳米蒙脱石摩擦学性能更好。     

纳米ZnS粒子作为润滑油添加剂摩擦学性能研究

采用均匀沉淀法制备了硬脂酸修饰的纳米ZnS粒子,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性能,并用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪对磨斑进行了表面分析.结果表明:在一定添加量范围内,硬脂酸修饰的纳米ZnS粒子可明显改善基础油的摩擦学性能;在摩擦过程中,纳米ZnS粒子在摩擦表面的沉积和通过摩擦化学反应生成的化学反应膜,显著提高了基础油的抗磨减摩性能.     

表面修饰Bi纳米微粒的制备及摩擦学性能

为研究低熔点金属纳米微粒作为润滑油抗磨添加剂的摩擦学性能,采用原位表面修饰液相化学还原的方法,制备了硬脂酸修饰B i纳米微粒,通过XRD,TEM,FT-IR等分析手段对其形貌和结构进行了表征,在四球摩擦磨损试验机上考察了所制备表面修饰B i纳米微粒添加在液体石蜡中的减摩抗磨性能。结果表明,所合成的纳米微粒具有斜方晶型B i的晶体结构,平均粒径10~20 nm,分散好,颗粒之间无团聚现象,有机修饰层的存在防止了B i纳米微粒的氧化。硬脂酸修饰B i纳米微粒在中低负荷下作为润滑油添加剂具有良好的减摩性能和较好的抗磨性。     

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。     

表面修饰Ag2S纳米微粒的热稳定性能及摩擦学行为研究

采用有机化合物表面修饰法在溶液中原位合成了DDP（二烷氧基二硫代磷酸吡啶法）修饰的Ag2S纳米微粒，该纳米核的粒径小，具有与块体Ag2S相同的晶体结构，表面修饰层的存在能够有效抑制Ag2S纳米核的氧化且使其在有机介质和液体石蜡油中具有良好的分散性，采用多种手段分析表征了DDP修饰Ag2S纳米微粒的结构、热稳定性能和摩擦学性能。结果表明，经表面修饰的Ag2S纳米微粒具有较好的减摩抗磨性能，可显著提高基础油的失效负荷，是一种新型的润滑油抗磨添加剂。     

纳米铜添加工艺对润滑油摩擦学性能的影响

探讨了纳米铜不同分散工艺和添加量对润滑油摩擦学性能的影响。分别采用超声分散和球磨分散工艺，将3种不同工艺制备的纳米铜材料溶于SF15W／40机油中，在T-11摩擦磨损试验机上进行摩擦学性能试验。结果表明，其中一种纳米铜能够提高基础油的减摩性能，采用超声分散比采用球磨分散的减摩性能好。随着纳米铜浓度的增加抗磨性能有明显的提高，分析认为纳米铜在摩擦表面的沉积有利于提高摩擦学性能。     

水溶性LaF3纳米颗粒的制备及其摩擦学行为研究

以柠檬酸为修饰剂在水溶液中合成表面修饰LaF3纳米微粒,通过X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TG-DTA)、激光粒度分布仪、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)等测试手段对其结构和形貌进行表征;采用四球摩擦磨损试验机考察LaF3纳米微粒作为添加剂时的摩擦学行为;采用X射线光电子能谱仪(XPS)分析钢球磨损表面的元素组成。结果表明,柠檬酸修饰的LaF3纳米微粒,平均粒径约为4 nm;LaF3纳米微粒在水中的分散性良好,作为水基添加剂,在摩擦过程中可在钢摩擦副表面的形成由Fe2O3、La2O3等为主要组成部分的边界润滑膜,因此表现出极好的抗磨减摩性能,具有很好的应用前景。     

修饰的纳米铜粒子在聚α烯烃合成油中的摩擦学性能

采用SRV摩擦磨损试验机考察了二烃基二硫代磷酸盐（DDP）修饰的纳米铜粒子在聚α烯烃合成油中的抗磨减摩性能,并用扫描电子显微镜观察了磨斑表面的形貌。结果表明,DDP修饰的纳米铜粒子作为添加剂提高了摩擦副的承载能力和抗磨减摩性能,同时磨斑表面更加光滑平整。     

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。     

非硫磷有机钨与二烷基二硫代磷酸锌的抗磨协同效应

合成一种不含硫磷的有机钨添加剂,采用四球试验机考察非硫磷有机钨与二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)在聚α烯烃基础油中的抗磨减摩性能及协同作用,并使用扫描电子显微镜分析非硫磷有机钨与ZDDP的抗磨协同作用机制。结果表明:所合成的非硫磷有机钨在低载荷下在基础油中具有一定的减摩抗磨效果,但在高载荷下抗磨减摩性能较差;而非硫磷有机钨与ZDDP在高载荷下表现出优异的抗磨协同效应。非硫磷有机钨与ZDDP能够提高基础油抗磨减摩性能的原因是高温摩擦时在摩擦表面生成了含S和W的化合物。     

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。     

纳米硼酸铝添加剂的制备、表征及其在水溶液中的摩擦学性能

采用沉淀法合成了粒径为30～50 nm硼酸铝纳米微粒,用透射电镜、热分析仪、FT-IR光谱仪对其进行了结构表征,并用四球摩擦试验机上考察了其在水介质中的摩擦学行为,用电子扫描电镜考察了磨损表面的形貌.结果表明:硼酸铝纳米微粒作为水基添加剂能显著提高纯水的承载能力和抗磨减摩性能.结合X射线光电子能谱分析可推断添加剂的作用机制是添加剂在摩擦过程中发生了摩擦化学反应,并在摩擦副表面生成了含Al2O3,B2O3,FeO和Fe2O3的复合润滑膜,有效地提高了纯水的抗磨减摩性能.