纳米坡缕石的表面修饰及摩擦学性能研究

通过球磨改性的方法,使用油酸、硅烷、季铵盐、钛酸酯4种修饰剂对纳米坡缕石颗粒进行表面修饰,使用沉降法及TEM进行修饰效果评价。将经过修饰的纳米坡缕石颗粒作为润滑添加剂,在MMU-10G型高速高温摩擦磨损试验机上考察其摩擦学特性。结果表明:油酸对纳米坡缕石具有优异的表面修饰效果,且其在润滑油中具有良好的分散稳定性;经表面修饰的纳米坡缕石具有优异的减摩作用和良好的抗磨效果,与基础油相比,摩擦因数降低43.1%,磨损失重减少10.1%。     

蛇纹石和油酸作为润滑油添加剂的减摩抗磨性能

利用高能球磨机制备平均粒径约1 μm的蛇纹石超细粉体,并将其与油酸按质量比2∶1混合分散到PAO10基础油中,利用四球试验机探究其作为润滑油添加剂的减摩抗磨性能,利用白光干涉仪分析磨斑表面三维形貌,并用EDAX对磨斑表面元素进行分析。结果表明：蛇纹石与油酸混合加入基础油中具有更好的减摩抗磨效果;蛇纹石粉体与油酸混合后能够在摩擦副表面形成含有Si、Mg元素的修复膜,而单一的蛇纹石粉体在摩擦过程中不能成膜,这是因为,油酸作为分散剂能够吸附摩擦过程中产生的金属磨粒并使其分散到润滑油里,减少磨粒对摩擦表面造成的磨粒磨损;油酸有机修饰层吸附到蛇纹石颗粒表面,改善了蛇纹石颗粒在基础油中的分散性。     

油溶性CuO纳米颗粒的抗磨性能研究

利用四球摩擦磨损实验机考察了油酸铜修饰CuO纳米颗粒作为润滑油添加剂的抗磨性能,并用扫描电子显微镜（SEM）和X-射线光电子能谱（XPS）等对钢球磨损表面进行了分析。摩擦磨损试验结果表明,当添加质量分数仅为0.025%时,油酸铜修饰CuO纳米颗粒作为润滑油添加剂即能够明显提高基础油的抗磨能力。SEM及XPS分析结果表明,油酸铜修饰CuO纳米颗粒作为润滑油添加剂在摩擦过程中形成了一层富含Cu2O和Fe2O3的化学反应膜,正是这层膜的存在使得其表现出良好的抗磨性能。     

碳酸钙纳米粒子润滑油添加剂的制备及其摩擦学性能的研究

本文利用十二烷基硫酸钠/异戊醇/环已烷/水微乳液体系制备了碳酸钙纳米粒子,用透射电镜(TEM)、X—射线衍射仪(XRD)和动态光散射仪(DLS)测定其物理形态,并将其作为添加剂分散到500SN基础油中,用四球实验机考察了其摩擦学性能和用X—射线光电子能谱仪(XPS)对磨斑表面进行分析。实验结果表明:所制备的碳酸钙纳米粒子的粒径约为13nm、呈球形和六方型晶体结构,具有较好的单分散性;具有较好的摩擦学性能,少量的碳酸钙纳米粒子即可提高润滑油的抗磨减摩性能。其摩擦机理是在磨斑表面形成了含有碳酸钙和由其分解而成的氧化钙的保护膜,从而表现出较好的摩擦学性能。     

石墨烯/纳米铜复合润滑油添加剂摩擦学性能研究

采用改进的Hummers方法制备石墨烯,并采用纳米激光粒度仪和X射线衍射仪对其进行表征。使用油酸和十八胺对纳米铜和石墨烯进行表面修饰,以改善其在润滑油中的分散稳定性;通过四球实验及缸套-活塞环变载荷摩擦磨损实验,评价石墨烯和纳米铜复合添加剂在润滑油中的减摩抗磨特性。采用金相显微镜和扫描电镜（SEM）观察试样磨损表面形貌,分析石墨烯和纳米铜复合添加剂的减摩抗磨机制。结果表明,石墨烯/纳米铜复合添加剂的加入使润滑油具有更加优异的抗磨减摩性能,且优于单一纳米铜或石墨烯添加剂;在摩擦过程中,石墨烯和纳米铜对摩擦副表面的凹槽和划痕进行了填充,使得磨损表面珩磨纹更加细密;同时,复合添加剂在摩擦过程中在摩擦表面形成了含有铜元素和碳元素的薄膜,起到了自修复作用。     

纳米二硫化钨在菜籽油中的摩擦学行为及机制

在菜籽油中加入经修饰的纳米WS_2,并分析油样的稳定性,使用四球摩擦磨损试验机考察不同纳米WS_2含量菜籽油的摩擦学性能。试验结果表明:经修饰的纳米WS_2在菜籽油中具有良好的分散稳定性;纳米WS_2可以提升菜籽油的润滑性能,且在一定的范围内,纳米WS_2掺量越高,摩擦因数和磨斑直径越小;在纳米WS_2掺量相同时,压力越高抗磨减摩效果越好,说明纳米WS_2有良好的极压润滑性能。用扫描电镜、能谱仪和X射线光电子能谱对试验后钢球磨斑表面形貌、典型元素含量和化学状态进行了分析,结果表明,纳米WS_2在钢球表面产生了吸附,并会参与摩擦化学反应,生成了由纳米WS_2、WO_3、Fe_2O_3和FeSO_4等组成的边界润滑膜。     

添加油酸修饰的纳米Fe3 O4粒子润滑油的摩擦学性能研究

利用化学共沉淀法制备了平均粒径为10nm、油酸表面修饰的Fe3O4粒子，并对其作为润滑油添加剂的摩擦学性能进行了研究。试验结果表明，添加油酸修饰的纳米Fe3O4粒子的润滑油表现出了较好的抗磨减摩性能，但是，纳米粒子的添加量有一最佳值。与基础油相比，添加纳米Fe3O4粒子润滑油的摩擦因数最大降低了26％，磨损量降低了28％。在摩擦磨损过程中，添加纳米Fe3O4粒子润滑油的摩擦力矩的变化表现出了时间效应。添加纳米Fe3O4粒子润滑油摩擦磨损后的磨痕表面比基础油摩擦磨损后的磨痕表面光滑，可以推测，纳米Fe3O4粒子对摩擦表面的抛光作用提高了润滑油的摩擦学性能。     

纳米金刚石在聚乙二醇中的摩擦学特性

用分级提纯对爆轰法得到的纳米金刚石进行超纯化处理,透射电子显微镜分析表明,超纯化纳米金刚石粒径分布均匀,平均粒径大约为10nm的球状颗粒。将这种纳米金刚石分散于聚乙二醇高分子分散体系,用四球摩擦磨损研究了分散体系的摩擦学性能,实验结果表明：纳米金刚石能有效提高聚乙二醇的抗磨性和承载能力;对其摩擦磨损表面的扫描电子显微镜分析表明,在边界润滑时,纳米金刚石减小摩擦磨损的机理为金刚石的纳米微球填充于磨损表面起滚球轴承效应形成一层超硬合金薄膜,由于这层膜的存在,避免了摩擦副的直接接触。     

微纳米ZnO在PEG400中的原位合成及其摩擦学性能研究

采用微波辅助加热原位高温分解的方法制备ZnO微纳米微粒,利用XRD、FESEM分析仪器对其结构形貌进行表征.利用四球摩擦磨损试验机考察ZnO微纳米微粒作为PEG400添加剂的摩擦学行为,并用扫描电子显微镜(SEM)和X-射线光电子能谱(XPS)等现代分析手段对钢球摩擦表面进行分析.结果表明:所制备的ZnO微纳米颗粒平均粒径在0.5～1μm之间,是由大量直径在50 nm左右的小颗粒组成;其作为润滑添加剂能够明显提高聚乙二醇400的减摩性能,并在低载荷时具有较好的抗磨性能;其摩擦机制为ZnO微纳米颗粒在摩擦过程中在钢球摩擦副表面沉积下来,生成由氧化锌、氧化铁及有机吸附物组成的具有良好摩擦学性能的润滑防护膜,从而改善了PEG400的摩擦学性能.     

化学法石墨烯分散液的制备及其摩擦学性能的研究

采用化学氧化还原法,得到的石墨烯薄片,用油酸、硬脂酸对其进行改性,通过分光光度法考察石墨烯作为润滑油添加剂的分散稳定性。使用四球摩擦磨损试验机考察了石墨烯分散液的摩擦学性能,利用扫描电镜和能谱仪对摩擦表面的微观形貌和组成结构进行了表征分析。结果表明:对石墨烯改性处理是将其均匀分散到润滑油中的必要条件,改性后的石墨烯分散液表现出良好的抗磨减摩性能,平均摩擦系数为0.078,降低约12%,磨斑直径也有明显下降,且实验验证了磨损表面有石墨烯颗粒堆积现象。     

粒径对油溶性Cu纳米颗粒抗磨性能的影响

用两相法合成了表面为双正十二烷氧基二硫代磷酸(DDP)修饰的Cu纳米颗粒,通过改变反应物的添加比例有效控制了Cu纳米颗粒的粒径,并利用四球摩擦磨损试验机考察了DDP修饰Cu纳米颗粒作为润滑油添加剂的抗磨性能。结果表明,所制备的Cu纳米颗粒粒径越小,其作为润滑油添加剂的抗磨性能越好。     

油酸修饰纳米镍粒子对润滑油摩擦学性能的影响

采用化学法制备纳米镍粒子,用油酸对其进行表面改性,利用XRD和SEM对其进行表征。将不同质量分数的纳米镍粒子加入F4008船用系统油中,在摩擦磨损试验机上研究其减摩抗磨性能。结果表明,所制备的纳米镍粒子为面心立方结构,其平均粒径分别为40nm,在润滑油中具有良好的分散性能;纳米镍粒子在较高载荷下减摩抗磨效果明显,具有较好的填充修复犁沟的作用。     

表面修饰氧化锌纳米颗粒的制备及其抗磨性能研究

为改善纳米颗粒在润滑油中的分散稳定性,以硬脂酸锌为单源前驱体,成功制备出硬脂酸修饰的氧化锌纳米颗粒,用透射电子显微镜、X-射线粉末衍射仪、红外光谱仪等仪器对其进行结构表征,并在四球摩擦试验机上测试其抗磨性能。结果表明:所制备的硬脂酸修饰的ZnO纳米颗粒大小均匀,表面修饰层与纳米颗粒表面之间发生化学键合作用;硬脂酸修饰的ZnO纳米颗粒在非极性有机溶剂和润滑油中均具有良好的分散性,其作为润滑油添加剂具有良好的抗磨能力。     

纳米二氧化硅对锂基润滑脂摩擦学性能的影响

利用溶胶-凝胶法,以正硅酸乙酯为原料制备了纳米二氧化硅微粒,通过透射电子显微镜对其结构进行了表征,利用四球摩擦磨损试验机测定了添加不同含量纳米二氧化硅锂基润滑脂摩擦学性能,采用扫描电子显微镜观察磨损表面形貌。结果表明:制备的纳米二氧化硅是粒径为60 nm左右的球形微粒,具有很高的表面能和表面活性;纳米二氧化硅作为锂基润滑脂添加剂能够提高最大无卡咬负荷和烧结负荷,降低摩擦因数,添加量为2.0%(质量分数)时的润滑剂性能最好,相对应的钢球磨斑直径最小,摩擦因数最低。     

表面修饰ZrO2纳米颗粒对液体石蜡抗磨性能的影响

采用原位修饰方法制备了双烷基二硫代磷酸盐(DDP)表面修饰的ZrO2纳米颗粒,利用四球摩擦磨损试验机考察了ZrO2/DDP复合纳米微粒用于添加剂的摩擦学行为。用扫描电子显微镜(SEM)和能量散射谱仪(EDS)观察、分析了磨斑表面形貌,并探讨了复合纳米微粒添加剂的润滑作用机制。摩擦磨损结果表明,ZrO2/DDP复合纳米微粒添加剂具有优良的抗磨损性能,能显著提高液体石蜡的失效载荷;表面分析结果表明,在摩擦过程中ZrO2/DDP复合纳米微粒聚集在边界润滑膜中,对磨损表面起到修复作用。     

纳米二氧化铈润滑油添加剂的摩擦学特性

用适当的表面活性剂对纳米二氧化铈粒子进行表面改性处理,采用透射电镜(TEM)和X-射线衍射法(XRD)观察与测量纳米二氧化铈粒子的形貌、结构和平均直径。将改性后的纳米二氧化铈粒子作为润滑油添加剂,采用四球摩擦磨损试验机测定添加纳米二氧化铈粒子的润滑油的摩擦学性能。利用扫描电镜(SEM)观察磨斑表面形貌以及纳米二氧化铈粒子在摩擦表面的形态等,并探讨了纳米二氧化铈粒子具有优良摩擦学性能的机制。结果表明,经表面改性的纳米二氧化铈在润滑油中具有良好的分散、稳定性;纳米二氧化铈粒子的添加量为0.6%(质量分数)左右时,润滑油在室温与较高温度下均具有优良的减摩、抗磨作用。     

表面修饰纳米铜粒子的制备及其摩擦学性能

以微乳化化学还原法制备出表面修饰纳米铜粒子,它们在基础油中显示出良好的油溶性,在苯、甲苯等有机溶剂中有良好的分散性和分散稳定性。用四球摩擦磨损试验机考察了其在26#白油中的摩擦学性能,并对其摩擦化学作用机制进行了研究。结果表明,表面修饰纳米铜添加剂具有良好的抗磨和承载能力。磨斑的表面分析表明,纳米铜添加剂在边界润滑下形成了一层厚度约为13nm含单质铜的沉积膜是其具有良好摩擦学性能的主要原因。     

蛇纹石纳米粒子对ZL109铝合金活塞微弧氧化膜层摩擦性能的影响

配制蛇纹石纳米粒子分散液,选定不同质量浓度分散液加入电解液中,分别对ZL109铝合金试件进行微弧氧化处理,制备蛇纹石纳米粒子复合微弧氧化陶瓷膜。通过测厚仪和显微硬度计对复合陶瓷膜进行检测得到表面性能最佳的试件,并在摩擦磨损试验机上考察该试件的摩擦学性能;通过分析其截面形貌和磨损前后表面形貌,探讨其摩擦机制。结果表明,蛇纹石纳米颗粒的加入使微弧氧化复合陶瓷层的膜厚增加、硬度升高,且蛇纹石纳米颗粒存在最佳添加量,使复合陶瓷膜试件具有较高的厚度和硬度;蛇纹石纳米颗粒的加入降低了复合陶瓷膜摩擦因数,改善其磨损性能。在摩擦过程中,蛇纹石对表面孔隙进行了填充,使表面的粗糙度减小;同时,蛇纹石在摩擦形成了类似薄膜的块状,起到了自修复的作用。     

油溶性纳米铜的制备、表征及其对SF15W/40汽油机油摩擦性能的影响

采用界面生长法,以醋酸铜为母体,抗坏血酸(Vc)为还原剂,吐温-85为修饰剂,正丁醇为生长剂,合成了粒径约15.5 nm的油溶性球形纳米铜粉;通过X-射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对纳米铜粉进行了表征;将其作为润滑油添加剂分散于SF15W/40汽油机油中制得纳米润滑油;通过高浓度激光粒度仪考察了纳米润滑油的分散稳定性;通过UMT-Ⅱ摩擦磨损实验机考察了纳米润滑油的摩擦学性能;采用扫描电子显微镜(SEM)分析了磨损表面形貌.结果表明:纳米铜粉在润滑油中具有优异的分散稳定性;纳米铜粉显著改善了SF15W/40汽油机油的润滑性能,其最佳添加量为0.8%.分析认为纳米铜在摩擦表面的划痕和犁沟处沉积并铺展成膜,从而改善了摩擦磨损性能.     

硼酸锌超微粒子在水溶液中的摩擦学性能研究

采用沉淀法原位合成了油酸钠修饰硼酸锌纳米颗粒,用透射电子显微镜(TEM)和红外光谱(IR)对其形貌和表面结构进行了表征,用四球机考察了其在水中的摩擦学性能,用扫描电子显微镜(SEM)观察了磨斑表面形貌,用X射线光电子能谱(XPS)分析了试球磨斑表面的化学成分.结果表明:制备的油酸钠修饰硼酸锌纳米粒子粒径在80～100 nm,能在水中均匀分散,可使水的承载能力显著提高,抗磨减摩性能也有较大提高.XPS分析表明,硼酸锌纳米粒子作为水基润滑剂,在摩擦过程中在摩擦副表面生成了Zn、B、Fe等的氧化物保护膜, 起到良好的抗磨减摩作用.