油溶性钙掺杂氟化镧纳米粒子的制备及其摩擦性能研究

在乙醇-水体系中,以二辛基二硫代磷酸双(β-)羟乙基十八胺盐为表面修饰剂,以氯化钙和氯化镧为原料,制备了油溶性钙掺杂氟化镧纳米粒子和氟化镧与氟化钙混合体纳米粒子.通过X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、热重仪(TG)及傅立叶红外(FTIR)表征了表面修饰纳米粒子的结构及形貌,利用离心沉降法和升温法结合研究了添加剂中纳米粒子在500SN基础油中的分散稳定性和高温稳定性,利用四球机考察了纳米粒子的摩擦学性能,并通过SEM分析了钢球磨斑表面.结果表明:La、Ca摩尔比为1∶1时,纳米粒子为氟化镧晶体和氟化钙晶体的混合物;La、Ca摩尔比为1∶2时,其结构为掺杂体;2种纳米粒子形貌和粒径一样,平均粒径在10 nm左右;在500SN基础油中具有良好的分散稳定性;掺杂体纳米粒子的摩擦学性能高于混合体纳米粒子,含掺杂体纳米粒子油样的最大无卡咬负荷值比基础油提高了1.15倍,磨斑直径比基础油降低了42.6%.     

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.     

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。     

油溶性硼酸镧纳米微粒的制备及其在不同基础油中的摩擦学性能研究

采用表面修饰技术和沉淀法制备油胺修饰的硼酸镧(OAm-LaBO_3)纳米微粒,采用多种仪器设备分析OAm-LaF_3纳米微粒的结构、形貌及化学组成,评价OAm-LaBO_3纳米微粒在矿物油液体石蜡(LP)和合成酯类油癸二酸二异辛酯(DIOS)基础油中的减摩抗磨性能,推测其在LP和DIOS中的摩擦学作用机制。结果表明:OAm-LaBO_3在LP和DIOS基础油中均具有一定的减摩、抗磨性能,其中在LP中减摩性能显著,而在DIOS中抗磨性能突出。主要原因是LP和DIOS的极性不同,OAm-LaBO_3纳米微粒在摩擦过程中分解的有机小分子在摩擦表面吸附的难易程度不同,造成了减摩抗磨机制不同。     

不同极性基团表面修饰剂对纳米氟化镧摩擦学性能的影响

以不同极性基团的十八酸二乙醇胺、双β羟乙基十八胺及二辛基二硫代磷酸二乙醇胺为表面修饰剂,在醇-水体系中制备了3种纳米氟化镧粒子,通过透射电镜（TEM）及热重仪（TG）研究了纳米氟化镧粒子的形貌及表面修饰情况,采用离心沉降法考察了纳米粒子在基础油中的分散稳定性,用四球机考察了它们的摩擦学性能,最后采用扫描电子显微镜（SEM）和俄歇电子能谱仪（AES）分析了磨痕表面。结果表明：二烷基二硫代磷酸胺盐修饰的纳米粒子粒径更小,更均匀。表面修饰剂极性基团同无机纳米核强的化学作用且极性基团具有多长侧链更有利于纳米粒子在基础油中分散稳定。含牺牲性润滑元素硫和磷的表面修饰剂纳米粒子因极压膜的生成而有更好的极压抗磨性能。表面修饰剂的亲油链越长越有利于发挥纳米粒子的减摩作用。     

纳米硼酸镧添加剂的摩擦学性能研究

通过对含纳米硼酸镧粒子添加剂润滑油的摩擦学性能试验研究 ,发现纳米硼酸镧添加剂能改善滑动摩擦副的摩擦学性能、抗胶合能力及润滑油的润滑性能 ,分析滑动摩擦副胶合失效后的表面形貌 ,结合失效后滑动摩擦副表面 XPS图谱 ,发现这是由于这种添加剂能在摩擦副表面形成吸附膜及聚合物膜 ,且摩擦副表面有渗硼层出现所致     

表面修饰剂的亲油链长度对纳米氟化镧摩擦学性能的影响

以亲油基链长度不同的十二酸二乙醇胺、十四酸二乙醇胺、十六酸二乙醇胺及十八酸二乙醇胺为表面修饰剂,在醇-水体系中制备了4种纳米氟化镧粒子,通过透射电镜（TEM）、红外光谱（FTIR）、热重仪（TG）研究了纳米氟化镧粒子的形貌及表面修饰情况,利用四球机研究了亲油链长度对纳米氟化镧粒子的摩擦学性能及对基础油感受性的影响。结果表明：随着表面修饰剂烷基链长度的增长,纳米LaF3粒子在基础油中摩擦学性能呈现出逐渐增强的趋势;亲油链越长,纳米粒子在液体石蜡中的摩擦学感受性比500SN基础油中更好。这主要是因为亲油基链的长度影响了纳米粒子的界面活性,而且同系有机酸皂类物质,亲油基碳链越长,其减摩作用也越好;基础油的性质影响了纳米粒子的界面活性。     

表面修饰硼酸镧纳米粒子的制备及摩擦学性能

以La(NO3)3.6H2O和Na2B4O7.10H2O为原料,添加硅烷偶联剂KH550,采用化学沉淀法制备出表面被修饰的硼酸镧纳米粒子;将制备的纳米颗粒按2%的比例加入纯基础油中制备成液固相分散体系,采用透射电子显微镜对体系的分散性进行表征,采用MMU-10G摩擦磨损试验机测试该分散体系对钢摩擦副的摩擦学性能。结果表明:该润滑油分散体系具有优异的抗磨性能以及良好的减摩效果,与纯基础油相比,在250 N、450 r/min转速下摩擦运行30 h的磨损率下降83%,摩擦因数下降30%。SEM、EDX分析表明,在摩擦过程中硼酸镧纳米材料参与了摩擦表面的成膜反应,起到了修复作用。     

纳米级氟化石墨作为润滑剂添加剂的摩擦学性能研究

探讨了纳米级氟化石墨的结构特征和润滑原理,使用四球摩擦试验机研究了纳米级氟化石墨的摩擦学性能。研究表明,纳米级氟化石墨对钢-钢摩擦副表现出良好的抗磨减摩性能,与未加添加剂的基础油相比,可使磨斑直径平均减少25%以上,摩擦因数降低35%左右;具有较好的承载能力,使用效果稍好于T321;与T301配伍后具有增效性,与其它添加剂配伍后具有明显的减摩作用。     

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。     

LaF3与MoS2对镍铬基复合材料摩擦学特性的影响

利用粉末冶金方法制备了含不同LaF3和MoS2添加量的Ni-Cr基自润滑复合材料,对其组织和摩擦学性能进行了研究。结果表明,LaF3和MoS2的质量分数分别为5%和20%时,试样的摩擦磨损性能最好,即协同效应最优,从室温至700℃摩擦学测量表明复合材料具有较低摩擦因数;XRD、SEM、XPS、金相分析表明:摩擦作用下,在试样表面形成MoS2膜及在对偶件表面上形成MoS2转移膜是其减摩机制,高温下(400～700℃),MoS2受热氧化分解,Mo元素同基体生成氧化物NiMoO4、S元素与基体生成硫化物共晶体及与LaF3协同作用是复合材料摩擦因数进一步降低的原因。     

一种含硼润滑油添加剂的制备及摩擦学性能研究

利用气流粉碎和长时球磨相结合的方法，制备了一种稳定分散的含硼润滑油添加剂，并利用环块摩擦磨损试验机和四球试验机考察了其摩擦学性能，并对其减摩抗磨机理进行了分析。实验结果表明，该种润滑油添加剂可使润滑油的摩擦因数和摩擦副的磨损量大幅度下降，表现出优良的减摩抗磨性能。     

磷硼氮型润滑添加剂的制备及摩擦学性能研究

以蓖麻油酸为载体,引入磷、硼、氮元素,合成出一种新型的润滑添加剂PBN,对其理化指标进行了测定,并用红外光谱对合成样品进行了表征,同时考察了样品的摩擦学性能.结果表明,样品具有较好的抗磨减摩性、油溶性、抗腐蚀性,是一种综合性能较好的润滑添加剂.     

Ni-P-Nano PTFE镀层的制备及摩擦学性能研究

为提高轴承钢表面性能,提出一种化学复合镀工艺。采用"机械搅拌+化学分散"相结合的方式在轴承钢表面制备Ni-P-Nano PTFE镀层,利用UMT摩擦磨损试验机对比研究轴承钢、Ni-P镀层和Ni-P-Nano PTFE镀层的摩擦学性能,并研究不同载荷、不同频率条件下Ni-P-Nano PTFE镀层的摩擦学性能。结果表明:复合镀层表面均匀平整致密,且与基底结合强度高;与轴承钢相比,Ni-P-Nano PTFE镀层的摩擦因数降低了55%,磨损率降低了31.07%,对偶钢球的磨斑直径降低了34.19%;在载荷不高于20 N、频率不高于15 Hz条件下Ni-P-Nano PTFE镀层拥有较长的服役寿命,经过长时间的往复摩擦仍未失效。Ni-P-Nano PTFE镀层能够显著提高轴承钢的抗磨减摩性能,研究结果可以为航空、机械、化工等领域的材料表面设计提供一种新的思路。     

Ni-P/n-MoS2复合镀层制备与摩擦学性能研究

以纳米MoS2颗粒为分散相,用化学复合镀的方法制备出Ni-P/n-MoS2复合镀层,并研究纳米MoS2颗粒在镀液中的添加量对镀层组织结构、显微硬度、纳米MoS2复合量和摩擦学性能的影响.结果发现:镀液中纳米二硫化钼的加入量为2.0 s/L时,得到的复合镀层中二硫化钼的分散效果最好,纳米MoS2复合量最大值为3.18%(质量分数),硬度最大值为HV653;磨损试验后,磨痕表面的二硫化钼质量分数最高可达7.8%,表明复合在镀层中的纳米二硫化钼在摩擦过程中被缓慢释放到表面,因而复合镀层表现出优异的自润滑和减磨性能.