纳米铜自修复添加剂的制备及其摩擦学性能

采用液相还原法制备纳米铜润滑油添加剂。通过摩擦磨损试验机测试纳米铜添加剂在不同载荷下的摩擦学性能。利用扫描电子显微镜和纳米压痕仪分析纳米铜添加剂的自修复性能和机理。结果表明：纳米铜添加剂为粒径约20nm的球形颗粒，其分散性能稳定，摩擦过程中可以在摩擦表面形成低剪切强度的保护膜，具有良好的自修复性能；高载荷时，添加纳米铜添加剂的润滑油摩擦因数和钢球磨斑直径分别比原基础油减少29．1％和27．4％，表现出良好的抗磨减摩性能。     

高速高温下发动机纳米铜润滑材料的摩擦学行为

针对发动机在高速、高温等苛刻条件下,零部件表面因磨损而导致装备失效的难题,对纳米铜润滑材料的摩擦学行为进行研究,采用摩擦磨损试验机测试该材料在高速和不同温度条件下的摩擦学性能,并用扫描电镜分析纳米铜润滑材料的修复性能.结果表明:自制纳米铜润滑材料在高温高速条件下具有良好的抗磨减摩性能,在试验温度140℃时,能够使50CC润滑油的摩擦因数降低20.5%,磨斑直径降低24.6%,摩擦表面温度降低26.6%,同时表现出良好的修复性能.模拟发动机台架考核试验表明,高速运行下,在15W/40CD润滑油中添加纳米铜润滑材料能使发动机的摩擦功降低2.4%,发动机功率提高3.6%.     

表面喷丸与Fe~+注入协同增强Ti13Nb13Zr合金的生物摩擦学性能

为改善Ti13Nb13Zr合金表面的生物摩擦学性能,选用表面喷丸和Fe~+注入改性Ti13Nb13Zr合金表面。利用X射线衍射仪(XRD)分析改性层的相组成和残余应力,使用纳米显微力学探针测定改性层的纳米硬度,采用摩擦磨损试验机研究改性层的摩擦因素,选用扫描电子显微镜(SEM)观察改性层的磨痕形貌。表面喷丸与Fe~+注入的协同作用下,Ti13Nb13Zr合金表面出现了增强相Fe_2Ti,且离子注入能量的增加更有利于Fe_2Ti的形成。随着注入能量和剂量的增加,改性层的残余应力和纳米硬度相较于未离子注入的显著增加,残余应力最高从-453MPa增到-741 MPa,增幅达163.6%;纳米硬度最高从4.80增到10.63 GPa,增幅达121.5%。此外,在人工唾液和透明质酸钠溶液润滑下,改性层的磨损逐渐减缓,生物摩擦学因素分别从0.40降至0.34,从0.34降到0.29,下降幅度分别为17.1%与14.7%。表面喷丸与Fe~+注入的协同作用能够有效地提高Ti13Nb13Zr合金表面改性层的减摩抗磨性能。     

纳米铜润滑油添加剂问世

据中国化工网报道 ,武汉博大科技集团技术中心开发的纳米铜润滑油添加剂项目通过了湖北省科技厅主持的科技成果鉴定。专家认为 ,该项技术在纳米铜的制备、表面改性及其在润滑油中的分散工艺上具有创新性 ,其整体水平达到国内领先水平。纳米铜润滑油添加剂问世     

纳米氟硼酸钾润滑油添加剂的摩擦学机理

采用扫描电子显微镜(SEM)、纳米扫描俄歇谱仪(AES)及X射线光电子能谱仪(XPS)对具有良好抗磨减磨性能的纳米氟硼酸钾润滑油添加剂进行摩擦学机理研究。结果表明,基础油添加适量纳米氟硼酸钾颗粒后,其抗磨减摩性能大幅度提高,特别在极压条件(800 N)下磨斑直径可下降50%以上,最大无卡咬负荷(PB值)提高26%。表面分析结果表明,由于在摩擦表面既能形成吸附膜,又能发生摩擦化学反应生成含润滑性能较好的B2O3沉积膜和FeF2渗透层,从而表现出优异的抗磨减摩性能。     

ITO薄膜中纳米SiO2的改性及其分散性研究

采用二甲基二氯硅烷对ITO薄膜中的纳米SiO2进行表面亲油改性.考察其在丙烯酸树脂中的分散性能及其对体系的影响.结果表明:改性后的纳米SiO2粒径分布均匀,分散性好;经高速和超声分步分散后,SiO2添加量为2%～3%的体系透光率最低,稳定性最好.     

表面修饰纳米CeO2的摩擦学研究

研究了表面修饰的纳米CeO2的摩擦学性能。以溶胶-凝胶法制得纳米CeO2,并使用本实验室制得的苯并三氮唑乙酸对其进行表面修饰。采用多种测试技术对表面修饰的CeO2颗粒进行表征,并在MRS-10A四球极压抗磨损试验机上测试了其抗磨性能。结果表明,表面修饰的纳米CeO2颗粒可很好地分散于菜籽油中,作为添加剂,具有较好的抗磨效果,在392 N载荷下磨斑直径减小了11.1%,较高载荷摩擦环境更适合其抗磨性能的发挥,具有重要的推广应用前景。     

表面修饰的纳米La_2O_3在CC级柴机油中的摩擦学性能研究

研究了纳米La2O3和邻苯二胺修饰过的纳米La2O3添加剂在CC级柴机油中的摩擦学性能。以XRD和元素分析对修饰前后的纳米颗粒进行结构表征,用四球极压抗磨损试验机考察纳米添加剂的抗磨减摩性能,并与空白CD级柴机油作对比。结果表明,纳米La2O3和表面修饰纳米La2O3均能提高CC级柴机油的极压性能,并能优化其抗磨减摩效果。根据SEM和EDS对磨损表面的分析,可以推断纳米颗粒在摩擦过程中可能会与摩擦副反应生成合金,以此提高摩擦表面的抗磨减摩性能。     

蛇纹石超细粉体作润滑油添加剂的摩擦学性能

考察平均粒径为1.0μm的表面修饰蛇纹石超细粉体作为50CC润滑油添加剂对钢/钢摩擦副的润滑性能,研究超细粉体添加量(质量分数)对摩擦学性能的影响.通过对磨损表面的形貌、元素及微观力学性能分析,探讨蛇纹石超细粉体作为添加剂的抗磨、减摩机制.结果表明,蛇纹行超细粉体可显著改善50CC润滑油的润滑性能,降低钢/钢摩擦副的磨损,其最佳添加量为1.5%.蛇纹石超细粉体的减摩润滑机制在于:1)在铁基摩擦表面形成高硬度、低弹性模量的氧化膜,有效降低接触应力和磨粒磨损;2)释放出Al2O3杂质颗粒嵌入摩擦表面并形成微坑和孔洞,起硬质点颗粒增强与微孔储油的双重抗磨、减摩作用;3)摩擦过程中粉体粒径得到细化,形成具有减摩润滑作用的纳米级蛇纹石"第三体"颗粒.     

表面改性CeO_2基抛光粉在水介质中的悬浮稳定性

CeO2基抛光粉在水介质中很容易沉淀,为提高CeO2料浆的抛光能力,氧化铈基抛光粉被表面改性。所用改性剂有六偏磷酸钠、十二烷基硫酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、谷氨酸。用红外光谱分析仪、XRD、扫描电镜、激光粒度分析仪、Zeta电位、热重分析等对CeO2改性前后的物相组成、结构、颗粒大小、分散性、悬浮性和改性剂对CeO2的包裹率等进行表征,结果表明,阴离子改性剂十二烷基硫酸钠、阳离子改性剂十六烷基三甲基溴化铵和无机盐改性剂六偏磷酸钠能明显改善CeO2在水介质中的悬浮稳定性,两性离子改性剂谷氨酸对提高CeO2的悬浮稳定性的作用不明显;改性剂没有改变CeO2的物相组成和结构,仅粘附于CeO2的颗粒表面。CeO2悬浮液动力学试验表明,六偏磷酸钠对CeO2的黏附力最强,十六烷基三甲基溴化铵和十二烷基硫酸钠次之,氨基酸最弱。对玻璃材料的研磨试验结果表明,改性的CeO2颗粒(包裹体)有比较好的抛光效果,对玻璃材料去除率(MRR)的差异可能与改性剂的包裹率有关。在生产上,可以选用六偏磷酸钠作为CeO2基抛光粉的改性剂,且包裹率以不大于1.5%(质量分数)为宜。     

硅铝型天然陶瓷矿物添加剂对柴油机油润滑性能的影响

采用端面式摩擦磨损试验机考察平均粒径约为1μm的羟基硅酸铝(Al2[Si2O5](OH)4)天然矿物微粉作为重载车辆柴油机油添加剂的摩擦学性能,利用SEM、EDS和纳米压痕仪对摩擦表面进行形貌、元素和微观力学性能分析。结果表明,硅酸铝矿物微粉作为柴油机油(50CC润滑油)添加剂具有优异的摩擦学性能,可显著提升50CC润滑油的抗磨减摩性能,且在0.75%(质量分数)的添加量下表现出最佳的摩擦学性能。硅酸铝矿物可在摩擦表面形成一层富含Si、Al、O等元素的摩擦表面膜,该膜层的平均硬度达到7.05 GPa,较基础油润滑摩擦表面平均硬度高69.8%,而平均弹性模量(E)达237.4 GPa,与基体金属相当。     

LaF3纳米微粒的摩擦学行为研究

本文在醇－水体系中采用共沉淀表面修饰法制备了磷酸烷基酯修饰的ＬａＦ３纳米微粒。利用多种分析手段表征了表面修饰ＬａＦ３纳米微粒的结构和润滑性能,结果表明形成了以ＬａＦ３为纳米核、有机磷化合物为表面修饰层在有机溶剂中具有良好分散性的ＬａＦ３纳米微粒,作为润滑油添加剂,具有良好的减摩、抗磨和承载性能。     

再制造工程技术中的微/纳米粉体润滑材料

随着纳米技术的发展,纳米表面工程技术已成为再制造工程中的关键技术之一.该文分析了纳米单质粉体润滑材料、纳米稀土化合物粉体润滑材料以及微/纳米矿物粉体润滑材料等的摩擦学性能,得出不同种类的润滑材料具有各自的摩擦学特性.又根据不同种类的微/纳米粉体润滑材料的摩擦学特性,概述了微/纳米粉体润滑材料在润滑油中的抗磨减摩机理、光滑或超光滑表面滚动摩擦作用机理、沉积膜机理与嵌入渗透层/摩擦化学反应膜机理.     

微米CeO2的细化及其悬浮液的分散稳定性研究

首先使微米CeO2在乙醇中球磨分散,然后向悬浮液中加入一定量去离子水,最后对悬浮液进行超声分散,使用这种方法制备出了分散稳定性较好的微米CeO2悬浮液,探讨了其增强微米CeO2分散稳定性的机制。结果表明:微米CeO2以不同方式分散时在不同比例醇水混合介质中的分散行为各不相同;微米CeO2在纯乙醇中的球磨分散性能最好,其起始分散率可以达到80%左右,而在醇水混合介质中的超声分散性能比在纯乙醇或纯水中的超声分散性能要好,但其起始分散率不高,只能达到20%左右。球磨后加水再超声分散的方法可以显著地提高微米CeO2悬浮液体系的分散性能,其中加入去离子水的最佳体积分数为40%,最佳超声时间为15 min。球磨后加水再超声分散的方法可以进一步打破微米CeO2粉体颗粒间的团聚,使粉体粒径得到进一步的细化,由于去离子水的加入悬浮液体系的表面电位得到了较大提高,乙醇水合团簇的形成使颗粒周围的溶剂化膜变厚。     

石墨相氮化碳表面包覆改善锂离子电池正极材料LiCoO_2电化学性能的研究

通过简单的固相法和液相法,分别制备出石墨相氮化碳(g-C_3N_4)表面改性的商品化LiCoO_2复合材料,采用扫描电子显微镜观察改性后的材料,发现g-C_3N_4都均匀地包裹在LiCoO_2表面。两种g-C_3N_4-LiCoO_2复合材料被用作锂离子电池的正极材料,电化学测试结果显示,固相法制得的g-C_3N_4-LiCoO_2复合材料在0.2C的倍率下充放电测试,首次比容量达167mA·h·g~(-1),循环80次后,比容量仍达132mA·h·g~(-1),高于未经g-C_3N_4包裹的纯LiCoO_2(98mA·h·g~(-1));液相法制得的Y-C_3N_4-LiCoO_2复合材料循环稳定性明显优于同类材料,循环80次后容量保持率均在95%以上。试验证实,g-C_3N_4表面改性的策略具有一定的实用价值,改性后,材料优异的电化学性能归因于g-C_3N_4的包裹处理,这不仅增强了固体电解质界面(SEI)的稳定性,也抑制了锂离子嵌入/脱出电极材料时引起LiCoO_2体积的变化。     

纳米铜粉对高速压制铁基粉末冶金零件性能的影响

研究了用高速压制技术制备的纳米铜粉增强铁基合金制品的性能.在保持原料中铜粉总质量分数1.5%不变的情况下,将部分或全部微米级铜粉替换成纳米级铜粉,并通过高速压制技术制备了七种纳米铜粉质量分数分别为0、0.25%、0.50%、0.75%、1.00%、1.25%和1.50%的铁基合金制品试样,随后压坯于1150℃下烧结2h.研究发现铁基合金烧结制品的组织和性能得到改善,且尺寸精度得到有效控制.当纳米铜质量分数为0.75%时,烧结态合金的抗拉强度和硬度分别达到720.6MPa和94.7HRB.纳米铜质量分数为0.25%-1.5%时,所得试样的轴向和径向收缩率分别在0.4%-0.7%和-0.09%~-0.23%之间.      

Triton X-100和OP-10对纳米碳化钨粉末在无水乙醇中分散性的影响

纳米碳化钨粉末是制备超细纳米硬质合金的重要原料,但其比表面积大,易产生团聚,导致原有的优异性能难以发挥。为了减少纳米碳化钨粉末的团聚,使用Triton X-100和OP-10两种表面活性剂对纳米碳化钨进行分散。采用沉降实验、吸光度测试、粒度分析及透射电子显微镜研究了纳米碳化钨在无水乙醇中的分散性能。结果表明,当Triton X-100和OP-10质量分数分别为2%和1.5%,超声时间分别为30 min和50 min时,纳米碳化钨悬浮液的分散效果最好。超声时间相同时,同等浓度下,OP-10的分散效果优于Triton X-100。红外分析表明,Triton X-100和OP-10主要是通过吸附在纳米碳化钨粉末表面减少团聚。     

金红石纳米TiO_2对油漆抗紫外性能的影响

采用多种表面活性剂对金红石纳米Ti O2进行有机表面处理,选择出最佳的表面活性剂,以便提高金红石纳米Ti O2在有机体系中的分散性。将改性后的纳米Ti O2应用于家具漆、防腐漆、汽车漆面漆中,并通过检测油漆经过不同时间紫外老化后的色差和失光率情况来判断油漆的抗老化性能。结果表明:用B/C两种分散剂做表面处理后的纳米Ti O2具有优异的分散性,改性后的纳米Ti O2在油漆应用后表现出优异的抗紫外性能,其抗变色和保光性能得到了大幅度提高。     

二氧化硅和聚二甲基硅氧烷协同改性的环氧树脂涂层的制备及性能

采用聚4-乙烯吡啶(P4VP)作为固化剂,以双酚A二缩水甘油醚(DGEBA)为环氧单体,在室温条件下,制备纳米SiO₂(0、3%、6%、12%,质量分数,下同)和(0、1%)聚硅氧烷二元掺杂的环氧树脂涂层;采用扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱仪对制备的涂层表面形貌和分子结构进行表征。利用维氏硬度计和摩擦磨损试验仪分别表征其力学和摩擦学性能。结果表明：P4VP的吡啶基团会诱导DGEBA的环氧基团开环,并使其交联固化;SiO2(3%)和PDMS(1%)的共同引入显著增强了环氧树脂涂层的力学和摩擦学性能,其摩擦系数低至0.045,磨损率低至5.1×10^-7 mm³/(N·m),并且两者在提升环氧树脂涂层的抗磨减摩性能方面存在显著的协同效应。但是,随着SiO₂纳米颗粒含量增加,涂层脆性增大。当涂层同时加入SiO₂和PDMS 2种添加剂,并且SiO₂纳米颗粒含量为3%时,其摩擦学性能较优。     

纳米铜润滑油添加剂摩擦学性能试验研究

选择轴承中使用最广泛的钢-钢摩擦副组成的摩擦体系,利用钢球的4球摩擦机,通过电子扫描电镜(SEM)观察磨斑直径和磨痕深浅,并对比摩擦系数,确定了纳米铜添加剂的最佳添加浓度为0.5%(质量分数).然后利用TLP接触疲劳试验机组模拟高速轴承的工况,考察了油溶性纳米铜添加剂的摩擦学性能;通过完全失效试验,验证纳米铜添加剂的实用性,并分析了其减摩机理.试验证明,0.5%纳米铜颗粒在轴承运转中不仅能够起到减摩抗磨的作用,而且能够延长轴承的使用寿命,提高近3倍.