纳米二硫化钼作为润滑油添加剂的摩擦学性能研究

研究纳米二硫化钼作为润滑油添加剂的摩擦学性能。以不同的表面活性剂和不同的超声波分散时间制备纳米二硫化钼润滑油,考察表面活性剂和超声波分散时间对纳米二硫化钼分散稳定性的影响。采用四球机和描电镜考察纳米二硫化钼在润滑油中的摩擦学性能。结果表明,2%油酸表面活性剂和超声波分散30 min可有效提高纳米二硫化钼在润滑油中的分散稳定性,纳米二硫化钼在润滑油中具有良好的抗磨性能、减摩性能,特别是0.01%二硫化钼在润滑油中的抗磨性能和高负荷下的减磨性能更为突出。     

分散剂对碳基润滑油添加剂稳定性的影响

为改善纳米碳基添加剂在润滑油中的分散效果,考察Span20、Span60、Span80、Tween20、Tween60、油酸、十六烷基三甲基溴化胺7种分散剂对纳米碳粉、纳米石墨、纳米石墨烯在润滑油中的分散稳定性的影响。通过静置观察法筛选出较适合的分散剂,再通过紫外吸收光度法确定最优分散剂类型;同时通过超声分散试验和分散剂添加量的试验,确定最优超声分散时间和分散剂的最优添加量。结果表明:7种分散剂中,Span60对3种纳米碳基添加剂在基础油400SN中的分散效果最好;油样配置过程中最优超声振荡时间为30 min;纳米石墨、纳米碳粉和纳米石墨烯作为基础油400SN抗磨添加剂时,Span60的最优质量分数分别为1.0%、1.5%、2.5%。     

复配表面活性剂对纳米粒子在润滑油中分散稳定性的影响

研究Span80与平平加OS-15的复配表面活性剂对纳米粒子在润滑油中分散稳定性的影响。对润滑油进行离心实验和吸光度检测,探究表面活性剂对纳米粒子在润滑油中分散稳定性的影响,结果表明:复配活性剂的分散效果明显优于单剂;室温条件下,复配活性剂质量分数对纳米粒子分散性影响显著,随复配活性剂质量分数的增加,分散稳定性呈现出先增大后减小的趋势;在40℃条件下,随复配活性剂质量分数的增加,纳米粒子分散性能无显著提升。实验证明,室温条件下,复配表面活性剂对纳米粒子有着更为优异的分散作用,这为纳米润滑油长期稳定储存提供了一种新方法。     

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%。     

纳米Fe3 O4 磁性液体的稳定性研究

采用化学共沉淀法制备Fe3O4磁性粉体,采用球磨分散法将磁性粉体分散于水溶液中,制得稳定分散的纳米Fe3O4磁性液体。实验中用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对纳米粉体进行表面处理和分散,主要研究球磨时间、溶液pH值和表面活性剂的用量对Fe3O4磁性液体稳定性的影响,从理论上对纳米粒子在水溶液中的分散稳定性进行了分析。结果表明:球磨时间、分散剂种类和用量以及溶液的pH值对磁性液体的稳定性有很重要的影响;在酸性条件下,球磨时间为4~5 h,十六烷基三甲基溴化铵用量为Fe3O4粉体用量的8%时,制得的磁性液体分散稳定性效果较好;表面活性剂在粒子表面起到了保护作用,抑制了粒子团聚长大,同时在溶液中还起到了分散作用,使得磁性液体具有较好的稳定性。     

水相体系中纳米α-Al2O3的分散稳定性研究

采用无机电介质六偏磷酸钠(SHP),非离子型表面活性剂聚乙二醇(PEG400),阳离子型表面活性剂十六烷基三甲基氯化铵(CATC),阴离子型表面活性剂十二烷基苯磺酸钠(SDBS)作为分散剂,研究纳米α-Al2O3在水相介质中的分散稳定性.系统研究了分散剂质量分数、分散剂种类、pH值以及超声时间对于纳米α-Al2O3在水相介质中的分散性能的影响.结果表明,分散剂的质量分数对于分散体系稳定性影响最大,每一种分散剂都有其最佳值.随着超声时间的增加,分散体系稳定性呈先增后减的趋势.选用SDBS作为分散剂,分散剂质量分数为2.0％,pH =9,超声时间为20 min时纳米α-Al2O3在水相介质中的分散稳定性最好.     

蒙脱石和坡缕石纳米润滑油添加剂的摩擦学性能

将KH550偶联剂修饰的纳米蒙脱石和纳米坡缕石,分别按质量比3%添加到150N基础油中制备2种纳米润滑油分散体系,用激光粒度分析仪、TEM、IR表征纳米添加剂的分散稳定性,在MMU-10G摩擦磨损试验机上测试2种纳米润滑油对45#钢的减摩抗磨性能,用SEM和EDX等分析摩擦试样表面成分与形貌的变化及影响摩擦学性能的机制。结果表明:纳米蒙脱石平均粒径较小,在150N基础油中分散更稳定;2种纳米润滑油相比纯基础油润滑时的平均摩擦因数和磨损量均明显下降,其中纳米蒙脱石润滑油的抗磨减摩性能最好;2种纳米润滑油润滑时摩擦试样表面分别生成了含蒙脱石和坡缕石特征元素的自修复膜层,其中蒙脱石特征元素含量相对较高,说明纳米蒙脱石摩擦学性能更好。     

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.     

W/O微乳液法制备表面修饰纳米氟化镧润滑油添加剂

采用聚异丁烯丁二酰亚胺T152/S-80复合表面活性剂(w(Span80)∶w(Tween20)=2∶3(质量比))/异丁醇/500SN基础油/氟化铵水溶液W/O微乳液体系构建微反应器,通过原位表面修饰制备了含纳米LaF3粒子的液体润滑油添加剂,同时,采用洗涤法制备了干粉纳米LaF3。采用X-射线衍射仪(XRD)和透射电镜(TEM)分析了纳米LaF3粒子的结构和形貌。分别将液体添加剂和干粉加入基础油中,采用离心沉降法考察了不同后续分离方法得到的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)观察了磨斑表面形貌。结果表明:所构建的微反应器制备的颗粒状纳米LaF3平均粒径在10~15 nm之间;纳米粒子在基础油中的分散稳定性对其摩擦学性能影响很大,液体添加剂中的纳米粒子在基础油中的分散稳定性和摩擦学性能大大高于干粉粒子;液体添加剂中的表面活性剂不仅有利于纳米粒子在基础油中的稳定分散而且有减摩作用。     

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。     

Mechanochemical processes accompanying metal dispersion in media containing polyisobutylene and oleic acid

The effects of ultrasonic vibration on solutions of polyisobutylene in Vaseline oil and on oleic acid and its solutions in Vaseline oil and benzene were investigated in both the absence and the presence of a dispersion of copper powder by IR spectroscopy. The effects of the lubricant additives on the amount of metal removal were also investigated.     

分散剂对蛇纹石在乙醇中分散性能的影响

通过对高能球磨法制备的超细蛇纹石Zeta电位的测量,选用不同分散剂,分别研究了不同超声时间和分散剂加入量条件下,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)、油酸(OA)、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和三乙醇胺(TEA)4种分散剂对蛇纹石粉体在无水乙醇中分散性能的影响。并对PVP作用的蛇纹石粉体进行了红外表征。研究结果表明,粉体的分散效果随着超声时间和表面活性剂加入量的增加呈现先增大后减小的趋势;不同分散剂分散效果从高到低顺序依次为PVP,油酸,十二烷基苯磺酸钠,三乙醇胺。最佳分散工艺为:pH=10,PVP质量分数2.5%,超声功率560W,超声时间43min。     

碳纳米管基膨润土润滑脂的制备及摩擦学性能研究

为制备摩擦学性能优良的多壁碳纳米管基膨润土润滑脂,采用油酸对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行修饰,在实验室自主设计的超声辅助球磨试验装置上,制备在PAO6中均匀稳定分散的多壁碳纳米管悬浮液,并以悬浮液为基础油制备MWCNTs增强的膨润土润滑脂。探讨不同分散方法(球磨分散、超声分散、超声和球磨分散)对多壁碳纳米管分散稳定性的影响,研究润滑脂的摩擦因数、磨斑直径随多壁碳纳米管质量分数的变化。实验结果表明:经油酸修饰的多壁碳纳米管在超声和球磨综合作用下分散稳定性最好;随多壁碳纳米管质量分数的增加,膨润土润滑脂的摩擦因数、磨斑直径先减小后增大,其中多壁碳纳米管质量分数为0.03%时,所制备的膨润土润滑脂摩擦学性能最佳,磨斑直径最小(0.690 mm),比美孚28号航空润滑脂(符合美国军方规格MIL-G81322C,磨斑直径0.807 mm)降低了14.5%。     

含添加剂蓖麻油切削液的拉削加工性能研究

为研究绿色切削液对拉削加工性能的影响,采用超声搅拌纯净水(W)、蓖麻油(O)、活化剂(S)和纳米石墨(G)制成了不同配比的油-水(W-O)、油-水-活化剂(WO-S)和油-水-活化剂-石墨(WOS-G)三类切削液,并进行了雾化喷射拉削试验。试验结果表明：蓖麻油和活化剂的加入,有利于减小拉削负载,而纳米石墨的加入,在蓖麻油和活化剂作用下会发生“团簇”效应,增大摩擦因数,不利于减小拉削负载;经对比,含水88.5%、蓖麻油10%和活化剂1.5%（均为质量分数）的WO-S切削液的应用效果最好, 与干拉削相比,拉削负载的高值和低值分别减小了17.0%和18.5%,基频幅值减小了10.6%,前5个刀齿的平均粘屑数量减少了35.8%,而全部刀齿的平均粘屑数量减少了23.0%。     

Composition consisting of lubricating oil,alumina nanopowder,and surfactant for reducing friction in rolling bearings

This work is an extension of the study of the use of alumina nanopowder as an additive to oils [1]. Oleic acid, which acts as a strong surfactant, is used to eliminate the coagulation of particles of alumina nanopowder. A suspension with a particle size of 20–80 nm that does not precipitate in oil, has been produced using the ultrasonic dispersion of powder with oleic acid. An optimum proportion of alumina nanopowder, surfactant, and oil has been determined using the results of comparative tribotests. A composition has been developed that reduces friction in bearings.     

EFFECT OF SURFACTANTS ON Ni-TiN NANOCOMPOSITE COATINGS PREPARED BY ULTRASONIC ELECTRODEPOSITION

Ni-TiN nanocomposite coatings were prepared by ultrasonic electrodeposition, and the effects of the surfactants on the coatings were investigated and the microstructure and micro rigidity of the coatings were characterized. Samples were also submitted to corrosion tests in 3% NaCl solution. The results showed that the surfactants had great effects on Ni-TiN nanocomposite coatings. The composite coatings prepared by ultrasonic electrodeposition with the surfactants were better than that of the coatings prepared without surfactants. The favorable properties of Ni-TiN nanocomposite coatings were prepared with the mixing of the non-ion and positive ion surfactants. The concentration of the mixing was 80 mg/L, and the ratio of the non-ion and positive ion surfactants was 1: 2.     

镁合金轧制乳化液的配方设计

为开发镁合金板带轧制用冷却润滑剂,对以10#变压器油、7#主轴油和聚乙二醇600 (PEG600)为基础油,以Span80、Tween80、十二烷基磺酸钠(SDS)为复合乳化剂,以十二醇和油酸作为油性剂的水包油型乳化液进行性能检测.结果表明:乳化液的稳定性主要受到表面活性剂种类与加入量的影响,以非离子和阴离子型表面活性剂复配的乳化剂为佳,适宜的加入量在10％左右;复配乳化剂制备的乳化液的稳定性和离水展着性均优于单独使用某一种乳化剂,随着乳化剂加入量的增加,乳化液的离水展着性明显增加,表面张力明显下降;十二醇油性剂有利于提高乳液的稳定性,油酸油性剂有利于提高乳液的离水展着性.     

阴离子表面活性剂及复配对阻挡层抛光液性能的影响

为提高铜互连化学机械抛光(CMP)后表面质量，在抛光液中需引入适当的表面活性剂以改善磨料的稳定性以及CMP后铜的表面粗糙度。研究了十二烷基硫酸铵(ADSA)、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵(AESA)、直链烷基苯磺酸(LABSA)3种不同阴离子表面活性剂，以及非离子表面活性剂脂肪醇聚氧乙烯醚(AEO-9)和LABSA复配表面活性剂对钽阻挡层抛光液润湿性、分散性以及对材料去除速率的影响。通过接触角测量仪、纳米粒度仪、扫描电镜和原子力显微镜测试表面张力、接触角、大颗粒数、粒径分布以及CMP后铜的表面粗糙度，并分析复配表面活性剂的作用机制。结果表明：抛光液中加入LABSA后，因其具有直链型结构，抛光液的润湿性和分散性效果最好，抛光后铜表面的粗糙度最低；AEO-9和LABSA进行复配，相较于单一的LABSA,抛光液的润湿性、分散性、稳定性和抛光后铜表面粗糙度均有所改善，体积分数0.1%LABSA+0.1%AEO-9的复配表面活性剂性能最优，CMP后铜表面粗糙度降至0.7 nm。