纳米坡缕石润滑油添加剂对45~#钢摩擦副的抗磨及自修复性能

制备的纳米坡缕石粒子经KH550表面修饰后分别按质量分数为2%,4%添加到150N基础油中,采用MMU-10G摩擦磨损试验机考察其作为润滑油添加剂对45#调质钢摩擦副的抗磨减摩和自修复性能。利用电子天平测定试样的失重量以表征其耐磨性能和自修复效果,用光学显微镜和SEM对摩擦表面形貌进行观察和分析,借助EDX测定摩擦表面成分的变化。结果表明:试样在纳米坡缕石添加剂为2%的润滑油体系中自修复作用微弱,磨损率下降有限,减磨仅发生在初期磨合阶段;而试样在坡缕石添加剂为4%的润滑油体系中总磨损量比纯基础油体系下降了26.5%,经成分和形貌分析,该试样表面生成了含坡缕石特征元素呈斑状分布的自修复膜层,耐磨性和自修复效果最好。     

坡缕石/铜复合纳米粉体对HT200摩擦副的摩擦学性能

用共混法制备1∶1的坡缕石/铜复合纳米粉体,经表面修饰后按质量比2%添加到150N基础油中,制备出含复合纳米材料添加剂的润滑油体系。用MMU-10G摩擦磨损试验机测试该润滑油添加剂对HT200对磨试样的摩擦学性能,并用高精度电子天平测定试件的失重量以评定其耐磨性能。用扫描电镜SEM、EDX等分析了摩擦磨损试验后表面成分与形貌的变化,并分析了摩擦学性能变化的机理。结果表明:制备的坡缕石/铜复合纳米粉体在基础油中分散性良好,颗粒大小不超过200nm,能明显提高摩擦副的减摩抗磨性能,平均摩擦因数下降19.1%,总磨损量下降44%,试件表面生成了含坡缕石特征元素和铜元素的自修复膜层,这是纳米坡缕石和纳米铜粒子共同作用的结果。     

表面活性剂对纳米氧化锌减摩抗磨性能的影响

为提高纳米氧化锌在润滑油中的摩擦磨损性能和成膜性能,采用均匀沉淀法在合成过程中加入表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵(CTAB))制备了平均粒径约为20~30 nm的纳米氧化锌,并利用SEM、TEM、XRD等方法对制备材料的组织和相组成进行了表征。同时,利用四球摩擦磨损试验机考察纳米氧化锌对润滑油摩擦磨损性能的影响。结果表明:在载荷392 N时,最佳添加量(质量分数)为0.5%,平均摩擦系数降低了35%,磨斑直径下降了11%;利用CTAB修饰后平均摩擦系数降低了70%,磨斑直径下降了40%。在不同载荷下平均摩擦系数出现先增高后下降的趋势。钢球摩擦表面的形貌分析表明,添加CTAB后的纳米氧化锌润滑油,钢球磨损表面犂沟深度最浅,宽度最小。利用CTAB合成的纳米氧化锌具有良好的减摩抗磨性能,可以大大降低机械零件的摩擦力。     

载荷对自修复纳米润滑添加剂摩擦学性能的影响

采用WAZAU摩擦磨损试验机分析了N68基础油和添加了自修复纳米润滑添加剂的润滑油N68NT1在不同载荷下的摩擦系数,并在线检测了钢/钢摩擦副在摩擦过程中润滑介质的温度变化情况.试验结果表明:同基础油N68相比,添加了自修复纳米润滑添加剂的润滑油表现出了良好的摩擦学性能,载荷对其的影响也不同于载荷对N68基础油的影响,同时N68NT1表现出了良好的散热性能.     

复合纳米氧化物作为润滑油添加剂的抗磨减摩特性研究

使用3种表面分散剂分别对纳米TiO2和纳米SiO2颗粒进行表面修饰,修饰后的粉体按不同质量分数作为润滑油添加剂加入基础油中,在立式摩擦磨损试验机上进行摩擦磨损实验。使用傅里叶红外光谱和分光光度计分别检测修饰后粉体表面键合特性和在基础油中的分散性,借助扫描电镜和EDAX对钢球表面形貌和元素进行表征。实验结果表明质量分数分别为5%,12%的钛酸酯偶联剂修饰的纳米粉体能够很好地分散在基础油中;基础油中加入1∶1复合纳米粒子后使得磨斑直径降低了21.7%,并且在磨斑表面检测到Ti、Si元素。分析认为纳米粉体在摩擦副之间形成了润滑保护膜的同时产生了微轴承效应,从而大大地提高了润滑油的摩擦性能。     

纳米Al2O3改性聚甲醛的摩擦磨损性能

制备纳米粒子Al2O3填充改性的聚甲醛(POM)纳米复合材料,在干摩擦和油润滑条件下研究了纳米粒子的加入对POM纳米复合材料摩擦磨损性能的影响.结果表明:尽管POM/Al2O3纳米复合材料的干摩擦性能有所下降,但是油润滑性能得到了大幅度的提高,且当纳米Al2O3的含量为9%时,油润滑性能达到最佳.润滑油的存在提高了纳米粒子的活动性,并且纳米粒子的表面活性可以填平磨痕并增强转移膜与对偶面的粘结强度.     

一种复合矿物作为润滑添加剂时的"负磨损"现象研究

把含有Al2O3、SiO2、MgO等无机复合矿物质制备成纳米润滑添加剂,按其用量为0.5%加入基础油(20号润滑油)中进行摩擦学试验.通过试验,结合摩擦表面的金相分析及成分分析发现,摩擦试样发生了负磨损现象,即:比较摩擦试验前后的质量,摩擦试验后质量增加,说明摩擦在一定情况下也可能导致负磨损,加深了对摩擦磨损过程的认识.     

坡缕石/Ag复合纳米材料添加剂的自修复性能研究

将坡缕石(Palygorskite,简称P)/Ag复合纳米材料作为润滑油添加剂,以质量分数为4％的添加量添加到150N基础油中作为润滑油,在MMU-10G型摩擦磨损试验机上考察了P/Ag复合纳米材料添加剂对45#调质钢摩擦副的自修复效果.用称重法测定磨损量,用SEM和EDX对最终摩擦表面形貌和表面元素成分进行表征;并用...     

纳米金属/层状硅酸盐复合润滑添加剂的摩擦学性能

采用机械化学法制备了纳米铜/蛇纹石复合润滑材料,利用微动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,借助纳米压痕仪（nano-in-denter）、扫描电子显微镜（SEM）、能量色散谱仪（EDS）及光电子能谱仪（XPS）对磨损表面进行了表征,探讨了减摩抗磨机理。结果表明复合润滑材料具有优异的摩擦学性能,其摩擦因数及磨损率分别较基础油降低约16.4%和69.2%。复合润滑剂颗粒参与了摩擦界面复杂的理化作用,形成了致密光滑的保护膜,主要由Fe、Si等元素组成,具有较高的微观力学性能,提高了摩擦表面的磨损抗力,显著地降低了摩擦磨损。     

超微坡缕石/Cu复合粉体作为润滑油添加剂的摩擦学性能

将球磨改性的超微坡缕石/Cu复合粉体(超微P/Cu)作为添加剂加入150N基础油中,利用四球摩擦磨损试验机考察润滑油极压性能、载荷和速度对其减摩抗磨性能的影响。采用扫描电子显微镜、X射线能谱分析仪、X射线光电子能谱仪对钢球磨斑表面形貌和化学元素进行分析。结果表明:超微P/Cu能够提高基础油的摩擦学性能,其最大无卡咬合负荷PB值比基础油提高了26.3%,比超微粉体P和Cu单独作用提高了9.1%;载荷和转速影响超微P/Cu的减摩抗磨性能,当载荷为245N、转速为1200r/min时,超微P/Cu具有良好的减摩抗磨性能。超微P/Cu较佳的减摩抗磨机制,归因于复合超微粒子在摩擦表面生成了孔状结构的坡缕石自修复膜和铜的延展膜。     

纳米坡缕石/铜复合材料对钢球摩擦副的摩擦学性能

采用化学还原法和球磨共混添加法制备了纳米坡缕石/铜（P/Cu）复合材料,采用粒度分析仪和透射电子显微镜（TEM）对复合纳米粒子的粒度和形貌进行表征。利用四球摩擦磨损试验机考察了不同纳米P/Cu添加量和不同P与Cu配比的复合粉体作为润滑油添加剂对高副钢球摩擦副的摩擦学性能,利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱仪（EDS）对摩擦表面进行形貌、元素性能分析。结果表明,所制备的纳米P/Cu粒径基本小于100 nm,分散稳定性良好,在纳米P/Cu为1wt%且P：Cu＝3：1（质量比）添加量下表现出最优的摩擦学性能,其钢球磨斑直径比基础油的减小了20.7%。纳米P/Cu可在摩擦表面生成含Mg、Al、Si和Cu等元素的自修复膜,补偿摩擦磨损且使摩擦表面变光滑。     

Cu／C复合润滑剂的摩擦学性能

将纳米Cu和纳米金刚石复配成Cu／C复合添加剂,对Cu／C复合添加剂在500SN基础油中的减摩抗磨性能进行了研究。结果表明：Cu／C复合试油能明显改善500SN基础油的摩擦学性能,当纳米Cu的添加量为4％,纳米C的添加量为2％时,Cu／C复合试油的减摩效果最好,同500SN空白试油相比,摩擦系数可降低94．8％;当纳米Cu的添加量为3％,纳米C的添加量为4％时,Cu／C复合试油的抗磨效果最好,同500SN空白试油相比,磨损量减少108．6％。     

Effect of Nano Hexagonal Boron Nitride Lubricant Additives on the Friction and Wear Properties of AISI 4140 Steel

The aim of this study was to investigate the effects of nano hexagonal boron nitride(hBN) particles on the friction and wear properties of AISI 4140 steel material when the hBN particles are used as an oil additive. Nano hexagonal boron nitride powders, which were produced using a special process, were dispersed in engine oil (SAE10 W) to enhance lubrication. The amount of nano hexagonal boron nitride in the engine oil was varied from 0 to 10% by volume, and four different lubricant samples were prepared. Wear tests were conducted using ball-on-disc geometry. The worn surfaces of substrates were analyzed using scanning electron microscopy (SEM) and energy-dispersive x-ray spectroscopy (EDS). The experiments showed that the nano hexagonal boron nitride particles that were used as an oil additive affected the friction and wear behavior. A 14.4% improvement in the friction coefficient and a 65% decrease in the wear rate were achieved through the use of the nano hBN as an oil additive.     

纳米铜添加剂对重载车辆润滑油摩擦学性能影响的研究

采用化学反应法制备了表面修饰的纳米铜微粉,采用超声分散工艺分散于16#机油基础油中,利用T-11摩擦磨损实验机进行摩擦磨损试验。试验结果表明：不含纳米Cu的减摩添加剂和含纳米Cu的减摩添加剂添加到16#机油中,磨损量分别减少了19％、33％,减摩性能分别提高59％、86％。能谱分析表明磨痕表面不均匀的分布有铜元素,说明添加剂中的纳米铜在磨痕表面沉积,起到改善润滑油抗磨性能的作用。     

纳米锑颗粒作为液压油添加剂的摩擦学性能

为了研究纳米锑颗粒作为润滑油添加剂的润滑摩擦学性能,充分发挥其减磨、抗磨效果,采用CFT-1型材料性能测试仪对比研究了不同载荷下纳米锑粒子作为液压油添加剂的摩擦学性能,通过SEM对试样摩擦表面进行了形貌分析,利用EDX进行了磨痕表面元素分析.结果表明:不同载荷下纳米锑颗粒在液压油中的最佳添加量不同,重载荷下纳米锑粒子表现出优良的抗磨减摩性能;纳米锑粒子在一定程度上可以提高液压油的抗磨减摩性能,这是由于磨痕表面形成了含锑元素的表面膜,起到良好的抗磨减摩效果.     

凹凸棒石/油溶性纳米铜复合润滑添加剂的摩擦学性能

采用SRV-Ⅳ型摩擦磨损试验机研究凹凸棒石/油溶性纳米铜复合润滑添加剂的摩擦学性能,利用SEM和XPS对磨损表面进行表征分析。结果表明:两种单一添加剂均能明显改善基础油对钢-钢摩擦副的摩擦学性能,而复合添加剂较单一添加剂具有更加优越的减摩抗磨性;载荷越高,复合添加剂的摩擦学性能越好。在复合添加剂的作用下,磨损表面形成了致密光滑的复合摩擦保护膜,该保护膜的主要成分为FeS_2,Fe_2O_3,SiO_2,Cu,FeOOH和有机物。     

纳米SiO2润滑油添加剂的摩擦学性能研究

以醇盐水解沉淀法制备了40nm左右的二氧化硅粒子;用四球摩擦试验机测定了纳米SiO2作为润滑油添加剂的摩擦性能,并利用SEM照片观察磨斑表面形貌,探讨了纳米SiO2的抗磨机理.研究结果表明:400SN基础油的承载能力在加入纳米SiO2后得到很大提高,并且纳米SiO2的加入量有一最佳值.当加入量为1.5%时,PB值增大了近1倍,达到最佳.     

两种硫化锑纳米材料在液体石蜡中摩擦学性能的对比研究

利用四球摩擦磨损试验机对硫化锑纳米棒束作为液体石蜡添加剂的摩擦学性能进行了研究. 结合硫化锑纳米颗粒的性能, 对比分析两者作为添加剂润滑下摩擦系数、磨斑直径、钢球磨损表面形貌的变化规律, 并得到以下结论: 两种材料均能在一定程度上改善基础油的减摩抗磨性能, 在低载荷时硫化锑纳米棒束的减摩抗磨性能明显优于纳米颗粒, 较高载荷时, 两者的减摩抗磨性能相当; 就承载能力而言, 纳米颗粒的性能明显优于纳米棒束; 低载时纳米棒束的“微滚珠”效应是其优异摩擦学性能的主要原因.