纳米羟基硅酸镁的原位表面修饰和二次表面修饰

对纳米羟基硅酸镁粉体分别采用原位表面修饰和二次表面修饰进行表面化学修饰,在其表面引入众多有机短链和有机长链,使纳米羟基硅酸镁粉体在有机介质中有较好的相容性和分散稳定性。利用透射电子显微镜和傅立叶红外光谱仪分别表征了表面修饰改性前后纳米粉体的表面形貌和红外吸收光谱。结果表明:修饰剂与粉体表面发生化学吸附。未经表面修饰处理的纳米粉体呈纳米颗粒和纳米管/棒的团聚体;经过原位表面修饰处理的纳米粉体的分散性得到很大改善,呈局部分散的表面形貌;经过原位表面修饰和二次表面修饰,纳米羟基硅酸镁粉体在有机溶剂中得到有效分散。     

改性纳米坡缕石在油润滑中的减摩抗磨性能研究

目的探索不同改性剂对纳米坡缕石的表面修饰效果,探究其在油润滑中的减摩抗磨和自修复机理。方法以油酸和钛酸酯作为改性剂对纳米坡缕石进行表面修饰,采用沉降法和透射电子显微镜(TEM)表征改性效果。将选择的改性剂和纳米坡缕石放入球磨机内在线修饰,制备成润滑油添加剂并将其超声分散于纯基础油150N中,形成润滑油分散体系。采用环-盘式摩擦磨损试验机对其摩擦性能进行考察,通过金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱仪(EDS)进行微观结构观察与分析,并探究其润滑及自修复机理。结果采用油酸修饰的纳米坡缕石满足润滑油行业的要求,可显著改善润滑油的摩擦学性能。与纯基础油相比,当添加剂含量为3.0%时,45#钢摩擦副磨损表面形成了一层含多种元素的复合陶瓷自修复膜,平均摩擦系数降低了31.3%,磨损量减少了16.0%。结论纳米坡缕石添加剂可随油液流动智能吸附于摩擦界面,阻止摩擦副之间的直接接触,产生纳米滚珠效应。同时,随着界面滑动发生摩擦化学反应生成自修复膜,填补犁沟和划痕,在纳米滚珠和自修复膜共同作用下达到减摩抗磨的效果。     

含合成蛇纹石纳米管润滑油对镁合金摩擦学性能的影响EI北大核心CSCD

采用水热合成法制备具有蛇纹石结构的纳米管状羟基硅酸镁粉体,利用SRV磨损试验机考察纳米管状羟基硅酸镁粉体作为润滑油添加剂对镁合金/GCr15钢摩擦副摩擦磨损性能的影响,利用扫描电镜、X射线能谱仪、X射线光电子能谱仪、透射电镜、纳米压痕仪等表征分析镁合金磨损表面,探讨蛇纹石纳米管对镁合金的减摩自修复机理。结果表明:蛇纹石纳米管能够显著降低镁合金的摩擦因数和磨损体积,当蛇纹石添加量为0.3%、载荷为20 N、频率为20 Hz时,摩擦因数和磨损体积与基础油润滑下相比降幅最大,分别为64.07%和61.58%。摩擦过程中蛇纹石与摩擦副表面发生摩擦化学反应,在镁合金表面生成了由SiO_(2)、(Mg/Fe)_(2)SiO_(4)、MgSiO_(3)等硬质陶瓷颗粒和MgO、Fe_(2)O_(3)等金属氧化物以及石墨、ZnS、蛇纹石纳米管等组成的非晶/纳米晶结构自修复膜,自修复膜优异的力学性能显著改善了镁合金的摩擦学性能。     

热处理对凹凸棒石摩擦学性能的影响

研究了凹凸棒石热处理产物作为润滑油添加剂对钢-钢摩擦副的减摩抗磨性能。结果表明:凹凸棒石经700℃热处理后,生成少量SiO2;900℃热处理后,凹凸棒石分解生成MgSiO3和SiO2,但粉体形貌均未发生变化。通过摩擦化学作用,凹凸棒石能够促使磨损表面生成光滑平整的修复层,从而显著改善润滑油的减摩抗磨性。热处理后,凹凸棒石的减摩性得到提高,这得益于生成的硬质颗粒的"微轴承"作用,而这些硬质相造成的磨粒磨损加重了磨损。     

羟基硅酸镁在润滑领域的应用研究进展

针对国内外关于羟基硅酸镁纳米微粒在润滑领域的研究报道进行了详细综述。首先，从羟基硅酸镁的结构特点入手，介绍了其在摩擦学领域的应用，然后列举了羟基硅酸镁纳米微粒的制备方法，总结了化学方法合成羟基硅酸镁纳米微粒过程中的不同反应条件，以及对其形貌调控的影响作用。其次，针对改善羟基硅酸镁在润滑油中的分散稳定性而采用的方法进行了概括。随后讨论了羟基硅酸镁纳米微粒在不同摩擦参数、摩擦对偶以及与稀土元素杂化的摩擦学性能变化规律，分析了其在摩擦副表面的摩擦膜形成机制与作用机理。在已报道的文献基础上，归纳总结了羟基硅酸镁纳米微粒能够产生抗磨减摩性能的潜在润滑机制。最后，提出了未来羟基硅酸镁纳米微粒在润滑领域应用推广所面临的问题与挑战，并针对已有问题给出了相应的解决思路。     

不同粒径的锑纳米颗粒在润滑油中的分散性与摩擦性能北大核心CSCD

以硅烷偶联剂KH-570为表面改性剂,采用机械球磨法制备了不同粒径的锑纳米颗粒。将不同粒径的锑纳米颗粒添加到900SN基础油中作为试验润滑油。通过测试润滑油的吸光度考察了锑纳米颗粒在润滑油中的分散稳定性;利用往复式摩擦实验研究锑纳米颗粒作为润滑油添加剂的摩擦学性能。研究结果表明:表面改性的锑纳米颗粒由于具有空间位阻效应,表现出良好的分散性。粒径越小,分散性越好;由于锑纳米颗粒可填补到磨损表面的微坑处,其在900SN润滑油中具有优良的减摩润滑效果。粒径越小,其对磨损表面的修复效果越好。当锑纳米颗粒粒径为40 nm时,其在试验润滑油中具有很好的分散性,并表现出优异的减摩抗磨性能。     

纳米铋粉在正辛烷溶液中分散稳定性研究

选用油酸(OA)、硬脂酸(SA)和12-羟基硬脂酸(HAS)3种脂肪酸在正辛烷溶液中分散纳米铋粉。用紫外可见光分光光度计表征了脂肪酸修饰后的粉体在正辛烷溶液中的分散稳定性。结果表明:3种脂肪酸都能将粉体表面改性成Bi-脂肪酸型疏水性表面;悬浮液的分散稳定性随着分散剂在粉体表面吸附量的增多而增强,12-羟基硬脂酸在纳米铋粉表面吸附量最大,其悬浮稳定性最好;脂肪酸对悬浮液的稳定机制是,不仅能减小粉体间的范德华吸引力而且能产生一定的空间位阻作用。     

不同粒径的锑纳米颗粒在润滑油中的分散性与摩擦性能

以硅烷偶联剂KH-570为表面改性剂,采用机械球磨法制备了不同粒径的锑纳米颗粒。将不同粒径的锑纳米颗粒添加到900SN基础油中作为试验润滑油。通过测试润滑油的吸光度考察了锑纳米颗粒在润滑油中的分散稳定性;利用往复式摩擦实验研究锑纳米颗粒作为润滑油添加剂的摩擦学性能。研究结果表明:表面改性的锑纳米颗粒由于具有空间位阻效应,表现出良好的分散性。粒径越小,分散性越好;由于锑纳米颗粒可填补到磨损表面的微坑处,其在900SN润滑油中具有优良的减摩润滑效果。粒径越小,其对磨损表面的修复效果越好。当锑纳米颗粒粒径为40 nm时,其在试验润滑油中具有很好的分散性,并表现出优异的减摩抗磨性能。     

油酸对金属纳米镍、铜及铜镍复合粉体的分散性能影响

在对直流氢电弧蒸发法制备的金属纳米镍粉、铜粉及铜镍复合粉体的Zeta电位测量的基础上,采用油酸作为表面改性剂,系统研究了超声分散时间和油酸添加量对3种粉体在无水乙醇中分散性能的影响。研究结果表明,所制备金属纳米粉体表面均带有正电荷,油酸对3种粉体均具有较好的分散作用。     

热处理对718钢干摩擦磨损性能的影响

通过显微组织分析、硬度测试、摩擦磨损性能测试以及磨损形貌观察,研究了不同热处理工艺对718钢的组织、硬度及干摩擦磨损性能的影响。结果表明,热处理工艺对718钢的显微组织、洛氏硬度及干摩擦磨损性能有显著影响。与热轧态718钢相比,经860℃油淬+200℃回火处理后,718钢的硬度提高显著,其硬度可达49.5 HRC,其显微组织为回火马氏体+少量粒状碳化物。718钢经860℃油淬+200℃回火处理后,磨损量和平均摩擦因数最小,表现出优异的干摩擦磨损性能。     

KH550修饰纳米莫来石对聚脲润滑脂摩擦学性能的影响

目的 研究硅烷偶联剂表面修饰纳米莫来石(Mullite)(Al2O3-SiO2体系)作为添加剂,对聚脲润滑脂摩擦学性能的影响。方法 用硅烷偶联剂(KH550)对纳米Mullite表面进行修饰,分别制备质量分数为0.03%的纳米Mullite和KH-mullite的聚脲润滑脂。采用四球摩擦试验机测试纳米Mullite和KH-mullite作为添加剂对聚脲润滑脂摩擦学性能的影响,利用扫描电子显微镜(SEM)和三维表面形貌仪观察磨损表面形貌,通过X射线能量色散能谱仪(EDS)分析磨损表面的元素分布,使用X射线光电子能谱(XPS)分析磨损表面润滑膜的元素价态,探究添加剂在聚脲润滑脂中的作用机理。结果 经过修饰后,纳米KH-mullite在聚脲润滑脂中的减摩抗磨性能较优,摩擦因数和磨斑直径分别降低了22.4%、15.6%。通过SEM和三维表面轮廓仪观察磨损表面发现,KH-mullite添加剂能够有效降低磨损表面的粗糙度,修复磨损表面。KH-mullite聚脲润滑脂优良的摩擦学性能归功于两点,首先KH-mullite能够沉积并吸附在磨损表面,在起到修复作用的同时促进了润滑膜的形成;其次,KH-mullite能够进入润滑膜中,将摩擦副之间的摩擦方式变为滚动摩擦。结论 Mullite和KH-mullite都具有提升聚脲润滑脂润滑性能的作用,经硅烷偶联剂修饰后的KH-mullite在减摩抗磨性能方面表现更优越。     

SiO2 对镁合金阴极电泳涂层耐磨性的影响

目的提高镁合金有机涂层的耐磨性能。方法用KH450硅烷改性Si O2粉体,并充分分散于电泳漆中。用KH460硅烷预处理镁合金表面,并阴极电泳复合涂层。通过铅笔硬度测试、摩擦磨损实验、画圈附着力测试、NMP(N甲基吡咯烷酮)试验和Machu试验,分别评价阴极电泳涂层的硬度、耐磨性能、附着力、抗NMP溶胀性能和耐蚀性,并通过扫描电子显微镜和光学显微镜对磨痕形貌进行分析。结果在镁合金用KH460预处理的前提下,添加Si O2粉体使涂层硬度由4H上升为5H,同时也提高了涂层的耐蚀性,并且涂层的附着力保持为1级,抗NMP溶胀性能仍120 h。在预处理镁合金基体上制得的原漆涂层和添加纳米Si O2的涂层耐磨性较好,磨痕深度与涂层厚度的比值分别为0.47和0.475,摩擦系数均低于0.4;在未预处理镁合金基体上制备的原漆涂层和在预处理镁合金基体上制备的添加微米Si O2的涂层耐磨性较差,磨痕深度与涂层厚度的比值分别为0.665和0.673,摩擦系数均大于0.7。四种涂层磨损破坏的机制主要为疲劳破坏。结论 Si O2粉体的加入可以有效提高涂层的耐蚀性和铅笔硬度,同时不降低涂层的附着力和抗NMP溶胀性能。用硅烷对镁合金进行预处理,向电泳漆中添加硅烷处理的纳米Si O2,可有效提高阴极电泳涂层的耐磨性。     

铁基金属摩擦副表面自修复层分析

目的分析不同工况对表层自修复层的影响,探究羟基硅酸镁纳米管在摩擦磨损过程中的作用机理。方法以人工合成的羟基硅酸镁纳米管Mg3Si2O5(OH)4为自修复添加剂,在油润滑实验条件下进行铁基金属摩擦副摩擦磨损实验。利用SEM、EDS、激光拉曼光谱仪及显微维氏硬度计分别对自修复层厚度、自修复层元素组成、自修复层表面结构及自修复层表面显微硬度进行表征。结果在转速为1000、2000 r/min时,载荷为200、300、400 N的实验条件下,表层均有自修复层的生成。在转速为2000 r/min、载荷为400 N时,表层自修复层的厚度最大。实验过程中,摩擦副得到修复,出现负磨损,自修复层的主要元素为C、O、Fe等。高转速载荷工况下,其摩擦系数相比基础油下降0.008。自修复层为类金刚石结构,其平均硬度值在673HV左右,为基体的1.87倍。结论羟基硅酸镁、基础油及磨屑三者共同作用,在高能摩擦作用下合金化,形成高硬度的类金刚石结构修复层,能有效保护摩擦副工作面,并延长寿命。加大实验载荷与实验转速,能加速自修复层的形成,实现摩擦副负磨损,并降低摩擦系数。     

离子液体添加剂对润滑剂摩擦和润滑性能的影响

目的研究离子液体作添加剂时对基础润滑剂成膜能力和摩擦磨损性能的影响。方法选取聚α烯烃(PAO8)和锂基脂作为基础润滑剂,用季膦盐油酸离子液体作为添加剂,用UMT-3型多功能摩擦磨损试验机(UMT)进行实验,并对试验后的试样表面进行SEM分析。同时用光干涉点接触润滑油膜厚度测量装置测量其膜厚,通过对比基础润滑剂与添加离子液体后的摩擦系数、膜厚和磨斑,评价离子液体添加剂对基础润滑剂摩擦润滑性能的影响。结果相比于基础油和基础脂,离子液体作添加剂可以有效地降低摩擦磨损。含有离子液体添加剂的润滑剂有更高的油膜厚度,在高载荷工况下更明显。添加离子液体可以有效减轻基础油的乏油程度。结论离子液体添加剂可以有效减小摩擦磨损,提高润滑性能。     

白云母 / CeO2 复合粉体的制备及其摩擦学性能研究

目的研究白云母/CeO2复合粉体在500SN基础油中的抗磨减摩性能和抗磨减摩机理。方法以白云母、硝酸铈、草酸为原料,通过球磨固相法制备不同配比的白云母/CeO2复合粉体,用油酸改性,采用XRD,SEM等对粉体的结构特征和表面形貌进行表征,并通过四球磨损实验考察不同油样的摩擦学性能。结果添加了白云母/CeO2和单一白云母的润滑油,摩擦学性能均比无添加的基础油优越。其中,添加了白云母/10%CeO2复合粉体的润滑油抗磨减摩性能最好,摩擦系数比基础油降低了10.7%,磨斑直径比基础油减少了24.4%。结论白云母/CeO2复合粉体有较好的抗磨减摩能力,对磨损表面有修复作用,合理配比的白云母/CeO2能有效提高基础油的抗磨减摩性能。     

石墨烯在PAO基础油中的摩擦学性能

为了改善石墨烯在润滑油中的分散稳定性,利用一种高分子量丁二酰亚胺（分散剂A）辅助石墨烯分散于聚α-烯烃（PAO4）基础油中,采用紫外-可见分光光度法对其分散稳定性进行了监测,并使用UMT-3多功能摩擦试验仪和ContourGT-K型三维轮廓仪考察了石墨烯/PAO4分散液的摩擦磨损性能,利用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）和X射线光电子能谱（XPS）对磨痕表面的形貌和元素组成进行定性和定量分析。结果表明：分散剂A可有效提高石墨烯在PAO4中的分散稳定性,加入分散剂A后,石墨烯/PAO4分散液静置一周后的相对浓度为0.667,是未加分散剂的分散液的7.8倍;石墨烯作为润滑油添加剂能显著提升摩擦磨损性能,添加0.8 mg/mL的石墨烯和质量分数为0.2%的分散剂A,跑合期从670 s缩短至250 s,磨损体积减少了55%。     

含纳米金刚石润滑油减摩抗磨添加剂的摩擦学性能

研制了一种含纳米金刚石润滑油节能抗磨添加剂，对其摩擦学性能及机制进行了研究。结果表明：所研制的含纳米金刚石润滑油抗磨添加剂上有优异的摩擦学性能，摩擦表面存在含金刚石的表面膜。     

树脂基摩擦材料耦合机理研究

目的提高树脂基摩擦材料的机械性能和摩擦磨损性能。方法利用纤维的协同耦合效应制备混杂纤维增强材料,通过正交实验法设计配方,探究混杂纤维对摩擦材料性能的影响。借助扫描电镜对磨损表面和磨屑的微观形貌进行分析,使用能谱分析其元素组成,以探究摩擦材料的耦合机理。结果混杂纤维含量从8%增加到10.5%,摩擦材料的洛氏硬度和剪切强度分别维持在50～75 HRB、11.5～16.5 MPa适宜范围内,其中S3试样的洛氏硬度最大,为71 HRB,S4试样的剪切强度最大,为16.1 MPa。混杂纤维的交叉耦合效应决定了摩擦材料的机械性能。碳纤维在接触表面形成一层转移膜,发挥着润滑降温的作用,对摩擦材料的摩擦系数及磨损率均影响最大。结论转移膜的形成可有效缓解热衰退现象。适宜含量的混杂纤维可使摩擦表面形成连续的转移膜,且粒径细小的磨屑可提高转移膜的自洁性,从而降低摩擦材料的磨损率。磨损机理也由磨粒磨损和粘着磨损转变为多种机理综合的磨损形式。