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。     

表面修饰Bi纳米微粒的制备及摩擦学性能

为研究低熔点金属纳米微粒作为润滑油抗磨添加剂的摩擦学性能,采用原位表面修饰液相化学还原的方法,制备了硬脂酸修饰B i纳米微粒,通过XRD,TEM,FT-IR等分析手段对其形貌和结构进行了表征,在四球摩擦磨损试验机上考察了所制备表面修饰B i纳米微粒添加在液体石蜡中的减摩抗磨性能。结果表明,所合成的纳米微粒具有斜方晶型B i的晶体结构,平均粒径10~20 nm,分散好,颗粒之间无团聚现象,有机修饰层的存在防止了B i纳米微粒的氧化。硬脂酸修饰B i纳米微粒在中低负荷下作为润滑油添加剂具有良好的减摩性能和较好的抗磨性。     

油溶性银纳米颗粒的制备及摩擦学行为

以2,5-二（5-硫酮-1,2,4-二噻唑-3-甲酰胺基）-对苯二甲酸（BtdyTA）作为修饰剂,以NaBH4为还原剂,在AgNO3水溶液中合成了BtdyTA表面修饰的银纳米颗粒,采用透射电子显微镜、傅立叶红外转换光谱仪和热分析仪表征了纳米颗粒的形貌、结构和热稳定性,并在四球摩擦试验机上测试了表面修饰银纳米颗粒的减摩抗磨性能。结果表明,表面修饰的银纳米颗粒粒径分布均匀,平均粒径约8nm,无团聚现象,可很好分散于液体石蜡等有机溶剂中;作为基础润滑油添加剂,在实验条件下（1450r/min,30min）,当添加量为0.25%（质量分数）时,可降低摩擦因数32%,减小磨斑直径39%。     

硬脂酸修饰Sn纳米微粒的制备及摩擦学性能

为研究固体润滑剂软金属Sn作为润滑添加剂的摩擦学性能,采用原位表面修饰液相化学还原的方法制备了硬脂酸修饰Sn纳米微粒。通过XRD,TEM,FT-IR等分析手段对其形貌和结构进行了表征,在四球摩擦磨损试验机上考察了硬脂酸修饰Sn纳米微粒作为液体石蜡添加剂在不同添加量和不同施加载荷下的摩擦学性能。结果表明,所制备的纳米微粒具有四方晶型Sn的晶体结构,粒径细小,平均粒径5~10 nm,有机修饰层的存在能防止Sn纳米微粒被氧化。硬脂酸修饰Sn纳米微粒在中低负荷下作为润滑油添加剂具有良好的减摩抗磨性能,并且能够提高基础油液体石蜡的承载力。     

油溶性氟化镧纳米棒的制备及其摩擦学性能研究

利用超声波辅助处理,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制备了表面修饰氟化镧纳米棒,通过相转移法制得油溶性纳米氟化镧添加剂.通过X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)及热重仪(TG)表征了表面修饰氟化镧纳米棒的结构及形貌,利用离心沉降法和升温法结合研究了添加剂中纳米氟化镧在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氟化镧的摩擦学性能,并通过SEM和AES分析了钢球磨斑表面.结果表明:氟化镧纳米棒直径在4～7 nm之间,长度为20～30 nm;氟化镧纳米棒在500SN基础油中具有良好的分散稳定性,并可使基础油的最大无卡咬负荷值增加了109.61%,磨斑直径降低39.13%;AES结果表明,氟化镧沉积在磨斑表面形成一层复合膜,并且渗透入磨斑的亚表面,共同提高基础油的摩擦学性能.     

表面修饰FeS纳米微粒的研究(Ⅱ)--摩擦学特性研究

用四球摩擦磨损试验机考察了二烷基二硫代磷酸（DDP）修饰FeS纳米微粒作为润滑油添加剂的摩擦学行为.结果表明,DDP修饰FeS纳米微粒在极低的添加量时即具有良好的抗磨效果,但不能降低基础油的摩擦因数;磨损表面分析表明钢球表面形成了边界润滑膜,使摩擦学性能得到明显改善.     

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。     

油溶性ZnO纳米微粒的制备及摩擦学性能研究

采用水热法制备油酸修饰的纳米氧化锌微粒,用XRD、TEM、和IR等检测手段对样品进行表征,将不同质量分数的油溶性ZnO纳米微粒用作润滑油添加剂,对其摩擦学性能进行评价.结果表明:所制备的样品由纤锌矿结构的无机ZnO微粒核和有机修饰剂壳组成,油酸分子以化学键形式键合在ZnO纳米微粒表面, 平均粒度为12～15 nm,比较均匀、无明显团聚,在非极性有机溶剂中易于溶解和分散;基础润滑油中添加油溶性ZnO纳米微粒后,在摩擦过程中钢球表面生成含有Zn的边界润滑膜,从而显著提高基础润滑油的抗磨能力,但减摩效果不明显.     

表面修饰SiO_2纳米微粒的制备及其摩擦学性能研究

根据Stb(o)er法,控制和调节反应物的浓度制备出不同粒径的SiO2乙醇溶胶,利用十八醇,在高温、惰性气氛条件下进行酯化反应,对无机纳米微粒进行表面化学修饰,制备出油溶性的纳米微粒;将不同粒径的油溶性SiO2纳米微粒用作润滑油添加剂,对其摩擦学性能进行评价.结果表明:制备的表面修饰SiO2纳米微粒粒径分布均匀,能在有机溶剂和油中分散形成稳定的有机溶胶;纳米微粒粒径大小对其摩擦学性能有一定影响,SiO2纳米微粒的粒径越小,减摩抗磨效果越好,因为小的纳米微粒更容易在金属磨损表面形成低熔点且易剪切的纳米润滑防护层.     

豆油脂肪酸修饰二氧化钛纳米微粒的摩擦学性能研究

采用表面修饰化学法制备了豆油脂肪酸修饰的二氧化钛纳米微粒,对所制备的纳米微粒通过红外光谱进行了结构表征。将二氧化钛纳米微粒作为润滑油添加剂,加入液体石蜡中,利用四球试验机考察其摩擦学性能。试验结果表明,有机基团修饰的二氧化钛纳米微粒具有优良的分散性,可提高液体石蜡的抗磨性和承载能力;加有表面修饰的二氧化钛纳米微粒的液体石蜡磨斑直径减少了39%,承载能力能够提高1倍以上。     

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。     

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。     

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。     

油胺修饰镍纳米粒子在锂基脂中的摩擦学性能

为提高镍纳米粒子作为润滑脂添加剂的减摩和抗磨能力,采用油胺对其进行修饰以减少团聚,通过SEM、FT-IR和XRD对OA-Ni的微观形态和结构进行了表征,利用四球摩擦试验机和TE77往复摩擦试验机考察表面修饰的镍纳米粒子(OA-Ni)对锂基润滑脂摩擦学性能的影响,并探讨其在润滑脂中的减摩抗磨机制。结果表明:制备的油胺修饰镍纳米粒子呈不规则的圆片状,粒径约为100 nm,在润滑脂中有良好的分散性;经油胺表面改性的镍纳米粒子能有效改善锂基脂的摩擦学性能,抗磨和减摩性能分别提升了36.6%和15%。磨损表面分析结果表明,在摩擦过程中油胺修饰的镍纳米粒子在摩擦表面形成了主要成分为Fe2O3、 Fe3O4、NiO、Ni2O3等金属氧化物的摩擦化学膜,提高了锂基脂的摩擦学性能。     

修饰剂对ZnS纳米粒子摩擦学性能的影响研究

合成了粒径约为3nm的二-十六烷基二硫代磷酸（DDP）修饰ZnS纳米粒子和油酸（OA）修饰ZnS纳米粒子,并分别用四球摩擦磨损试验机考察了它们作为润滑油添加剂的摩擦学行为。结果表明,二者都能起到良好的抗磨效果,油酸修饰ZnS纳米粒子作为润滑油添加剂能够明显降低摩擦因数,而DDP修饰ZnS纳米粒子反而使摩擦因数略有升高。     

纳米Sn粒子的制备及其作润滑油添加剂的摩擦学性能研究

用化学还原法制备了表面经油酸修饰的纳米Sn粒子,并在透射电镜(TEM)下观测到所制备的纳米Sn粒子呈球形、平均粒径为20 nm。在MSR-10D四球摩擦磨损试验机上考察了纳米Sn粒子作为CF-4 15W/40润滑油添加剂的摩擦学性能,并在扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)上对钢球磨斑表面进行了形貌观测和表层成分分析。试验结果表明,纳米Sn粒子作为润滑油添加剂具有一定的减摩性能和较好的抗磨性能,当所添加的体积分数仅为0.1%时,添加纳米Sn粒子润滑油的摩擦力比基础油降低了16.64%,其磨斑直径比基础油减小了38.4%。分析认为,纳米Sn粒子通过隔离摩擦表面而改善了润滑油的减摩抗磨性能。