WSe2纳米片的合成及其摩擦学性能研究

利用固相反应法在真空石英管中制备出了具有无机类纳米片层状结构的WSe2。对所合成的纳米材料分别用扫描电子显微镜、透射电子显微镜进行表征并对生长机理进行了分析;将其以不同质量分数分散到基础油HVI750中,利用摩擦磨损试验机及非接触式光学轮廓仪初步研究了其摩擦学性能,并通过测量摩擦副接触表面间油膜电阻监测其摩擦表面的成膜情况。结果显示生成物中含有两种尺度的六边形WSe2纳米形貌;含2%(质量比)WSe2润滑油添加剂的油样相对于基础油HVI750在载荷2 N,转速400 r/min,摩擦半径7 mm,实验时间30 min条件下的减摩(摩擦系数0.083)耐磨(比磨损率9.008×10-6mm3.m-1.N-1)性能较佳,平均油膜电阻为95.28 kΩ。因此得出WSe2做润滑油添加剂具有较好减摩抗磨性能,摩擦机理被提出。     

Ti_2CT_x/超高分子量聚乙烯复合材料的制备及性能EI北大核心CSCD

通过液相刻蚀三元层状陶瓷Ti_2AlC制备了二维层状结构Ti_2CT_x,利用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜等对产物进行物相分析和微观结构表征。采用液相共混和热压成型法制备了不同Ti_2CT_x浓度的改性超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料,并考察了Ti_2CT_x层状纳米材料对复合材料断面形貌、热学性能、力学性能和摩擦学性能的影响。结果表明,Ti_2AlC被剥离为纳米结构片层;层状Ti_2CT_x在UHMWPE基体中分散均匀且形成良好的结合界面;适量Ti_2CT_x纳米片的添加可提高UHMWPE的结晶度并改善基体的力学性能,当Ti_2CT_x质量分数为1.0%时,其弹性模量提高了将近80%;且得益于层状结构与聚合物的自润滑性的协同作用,Ti_2CT_x纳米片在高载荷下能显著提高UHMWPE的减摩性能。     

Ti_2CT_x/超高分子量聚乙烯复合材料的制备及性能

通过液相刻蚀三元层状陶瓷Ti_2AlC制备了二维层状结构Ti_2CT_x,利用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜等对产物进行物相分析和微观结构表征。采用液相共混和热压成型法制备了不同Ti_2CT_x浓度的改性超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料,并考察了Ti_2CT_x层状纳米材料对复合材料断面形貌、热学性能、力学性能和摩擦学性能的影响。结果表明,Ti_2AlC被剥离为纳米结构片层;层状Ti_2CT_x在UHMWPE基体中分散均匀且形成良好的结合界面;适量Ti_2CT_x纳米片的添加可提高UHMWPE的结晶度并改善基体的力学性能,当Ti_2CT_x质量分数为1.0%时,其弹性模量提高了将近80%;且得益于层状结构与聚合物的自润滑性的协同作用,Ti_2CT_x纳米片在高载荷下能显著提高UHMWPE的减摩性能。     

两种硫化锑纳米材料在液体石蜡中摩擦学性能的对比研究

利用四球摩擦磨损试验机对硫化锑纳米棒束作为液体石蜡添加剂的摩擦学性能进行了研究. 结合硫化锑纳米颗粒的性能, 对比分析两者作为添加剂润滑下摩擦系数、磨斑直径、钢球磨损表面形貌的变化规律, 并得到以下结论: 两种材料均能在一定程度上改善基础油的减摩抗磨性能, 在低载荷时硫化锑纳米棒束的减摩抗磨性能明显优于纳米颗粒, 较高载荷时, 两者的减摩抗磨性能相当; 就承载能力而言, 纳米颗粒的性能明显优于纳米棒束; 低载时纳米棒束的“微滚珠”效应是其优异摩擦学性能的主要原因.     

油胺改性碳纳米颗粒在新戊基多元醇酯中的润滑性能

以油胺和柠檬酸为原料,利用一步热解法制备油胺改性碳纳米颗粒(CNPs-OA)材料;利用傅里叶红外光谱(FTIR)和高分辨透射电镜(TEM)表征其表面基团,研究其在新戊基多元醇酯(NPE-2)基础油中的分散稳定性和减摩抗磨性能;利用三维光学显微镜和X射线光电子能谱(XPS)表征其磨痕表面。结果表明:CNPs-OA在NPE-2中有较好的分散稳定性,且能显著改善基础油的减摩抗磨性能;当添加剂的用量(质量分数)为0.5%时,与空白基础油相比,平均摩擦系数减小11.4%;当添加剂用量为1.0%时,平均磨损体积减小约45.3%;摩擦过程中CNPs-OA通过摩擦化学反应吸附在金属表面形成保护膜,同时碳纳米颗粒在摩擦副表面形成修复膜,两者的协同作用能够增强NPE-2基础油的减摩抗磨性能。     

纳米(CF)_x及添加剂在绿色润滑油基础油中的减摩抗磨性能

考察了几种绿色润滑油基础油(合成酯和天然植物油脂)的摩擦学特性,探讨了几种常用的极压添加剂如氯化石蜡、硫化异丁烯、二烷基二硫代磷酸锌及无灰氮磷型添加剂对基础油抗磨和减摩性能的影响,并和纳米级(CF)х添加剂进行了对比分析。结果表明,各种添加剂有一定的减摩抗磨和极压作用;纳米级(CF)x极压性能不佳,但减摩性能最优。     

超微坡缕石/Cu复合粉体作为润滑油添加剂的摩擦学性能

将球磨改性的超微坡缕石/Cu复合粉体(超微P/Cu)作为添加剂加入150N基础油中,利用四球摩擦磨损试验机考察润滑油极压性能、载荷和速度对其减摩抗磨性能的影响。采用扫描电子显微镜、X射线能谱分析仪、X射线光电子能谱仪对钢球磨斑表面形貌和化学元素进行分析。结果表明:超微P/Cu能够提高基础油的摩擦学性能,其最大无卡咬合负荷PB值比基础油提高了26.3%,比超微粉体P和Cu单独作用提高了9.1%;载荷和转速影响超微P/Cu的减摩抗磨性能,当载荷为245N、转速为1200r/min时,超微P/Cu具有良好的减摩抗磨性能。超微P/Cu较佳的减摩抗磨机制,归因于复合超微粒子在摩擦表面生成了孔状结构的坡缕石自修复膜和铜的延展膜。     

层状Cr2AlC纳米晶的合成及其摩擦学行为

通过液相磁力搅拌混合原料粉末2Cr/1.2Al/1C,在1400℃无压烧结合成了Cr2AlC。X射线衍射结果表明,Cr2AlC具有良好的结晶性,扫描电镜照片显示合成的Cr2AlC为层状结构,厚度大约在50~100 nm。将其以不同质量分数分散到基础油100SN中,利用摩擦磨损试验机初步研究了滑行速度,载荷等对其摩擦学性能的影响,结果表明,Cr2AlC添加量较低时,分散性较好,能显著降低基础油的摩擦系数和摩擦磨损,高载荷会加剧磨损,实验条件下,Cr2AlC添加量为0.6%和1%的润滑油在10N载荷时,摩擦过程中在表面形成具有减摩抗磨作用的润滑膜,表现出较好的摩擦学性能。     

EDT的研制及其摩擦学性能

制备了一种含有混合酸多元醇酯润滑油添加剂EDT;用四球摩擦磨损试验机考察了其在N46基础油中的承载能力和抗磨减摩性能,并与常用添加剂ZDDP进行摩擦学性能对比.结果表明:添加剂EDT能显著地提高N46基础油的承载能力,其PB值达1176N,是N46基础油的2倍,比ZDDP的提高了33.3%;同时EDT有优异的抗磨减摩性能,在载荷为392N及490N时,其磨斑直径较ZDDP的分别减小了14.9%和27.3%,其摩擦系数比ZDDP的分别降低了19.7%和34.5%.     

Nb1-xWxSe2的制备及其摩擦学性能研究

通过W掺杂固相合成Nb1-xWxSe2,采用X射线衍射、扫描电镜、透射电子显微镜分析了样品中的相成分、微观形貌和元素成分;结果表明随着W掺杂量的增加,其形貌有较大的不同:形貌由规则的微米六方片转变为不规则纳米片和纳米带的混合,且其晶向的相对强度也随W掺杂量的不同发生一定改变.将Nb1-xWxSe2作为润滑油添加剂添加到基础油中,使用UMT-2型摩擦磨损试验机对其摩擦学性能进行测试,并对摩擦机理进行了解释.结果表明:NbSe2六方片作为润滑油添加剂具有良好的减摩抗磨性能,且掺杂W后的Nb1-xWxSe2作为润滑油添加剂的摩擦性能要优于纯的NbSe2,其中以W掺杂量为3％时的Nb1-xWxSe2,其含量为5％(质量比)时的油样摩擦性能最佳,并提出其减摩机理.     

不同相态液晶添加剂的润滑性能及机理分析

为了研究液晶化合物作为润滑添加剂的摩擦学性能及其作用机理,考察了2种向列相液晶和2种胆笛相液晶在矿物基础油中的摩擦学性能,比较了不同结构添加剂抗磨减摩性能的差异并分析了原因,在此基础上简述了液晶化合物的不同相态对于润滑性能的作用机理。结果表明:加入1%的液晶添加剂均可明显改善基础油的润滑性能;向列相液晶添加剂由于分子结构刚性更强,利于增加油膜强度以避免干摩擦产生;而胆备相液晶添加剂分子呈片层、螺旋结构,柔性链易适应磨痕,在同等载荷下有着更好的抗磨效果。     

洋葱状纳米碳烟颗粒在基础油中的摩擦学性能

在SRV IV摩擦磨损试验机上,采用球-盘接触方式考察了不同载荷下碳烟颗粒在150SN基础油中的摩擦学性能。借助三维表面形貌仪、扫描电子显微镜、能谱仪、X射线光电子能谱仪及拉曼光谱探讨了载荷诱导的碳烟颗粒的减摩作用机理。结果表明,载荷对碳烟颗粒在150SN基础油中摩擦学特性有较大影响。低载荷时,碳烟颗粒可以改善基础油的抗磨性能;高载荷时,碳烟能够改善基础油的减摩性。载荷诱导的碳烟颗粒的减摩机理与其洋葱状的纳米结构有关,高载荷下碳烟颗粒外层的石墨微晶被剥离,在摩擦副表面形成了减摩层,使摩擦系数下降。     

层状硅酸盐润滑材料对铁基摩擦副的自修复效应

采用机械球磨法制备了一种层状硅酸盐润滑材料,利用往复摩擦磨损试验机评价了其作为润滑油添加剂对45钢摩擦副的自修复效应,借助扫描电子显微镜（SEM）、能量色散谱仪（EDS）及纳米硬度仪（Nano-hardness indenter）对自修复层进行了表征,探讨了其减摩抗磨及自修复机理。结果表明,层状硅酸盐微粉作为润滑油添加剂具有良好的减摩抗磨及自修复性能,尤其在50N、1.0m/s时,其摩擦因数及质量磨损率分别较基础油降低约49.6%和83.8%。添加剂与摩擦表面发生了复杂的理化作用,诱发形成了较为连续的＂多孔＂氧化膜自修复层,厚度约为1.08μm;表面较为光滑平整,主要由Fe、C、O及微量的Mg、Si等元素构成,具有较高的硬度,有效地降低了摩擦磨损。     

环保型润滑油纳米添加剂的摩擦学行为

本文从环保的角度,选择并制备两种纳米材料（CaCO3、Cu粉）,作为润滑油抗磨、减摩的添加剂。介绍了两种纳米材料的水热法制备工艺,并进行了X射线衍射分析。将其通过超声波分散后,加入到20#润滑油中,利用MMS-2B摩擦磨损试验机进行摩擦学试验,测定合纳米粒子的润滑油的摩擦学性能。结果表明：可以采用水热法制备出高纯度的纳米级CaCO3粉、Cu粉;合纳米粒子的润滑油具有良好的抗磨减摩性能,滑动摩擦距离为400m时,其相对磨损量仅为0．13,摩擦系数为0．088。     

纳米级混合润滑添加剂的研究

利用纳米粒子优异的摩擦学特性,选择合适的纳米级金属和陶瓷颗粒相混合加入基础油中,形成一种全新的润滑油.本文重点介绍这种新型的润滑添加剂的抗磨减摩、自修复以及在基础油中的分散稳定性,进一步开拓纳米材料在润滑油领域的应用,丰富摩擦学的内容.     

一种硼氮化改性油酸甲酯的合成及抗磨减摩特性研究

通过在油酸甲酯分子双键位置进行化学改性,合成制备了一种油酸甲酯型含氮硼酸酯类润滑添加剂。使用傅里叶红外光谱仪对合成产物化学结构进行了表征确认,采用四球摩擦实验机对其在液体石蜡和菜籽油两种不同基础油中的抗磨减摩特性进行了考察。研究结果表明,硼化改性后,油酸甲酯极压性能和抗磨减摩性能明显提高;在不同基础油中添加量为1.5%时,PD值可分别达2 452,1 569N,较油酸甲酯分别提高98.38%,26.94%,并可使磨斑直径最大减小8.93%,使摩擦系数最大减小12.48%;就综合性能而言,硼氮化改性油酸甲酯对菜籽油的感受性要好于液体石蜡。     

一种环境友好润滑剂的制备及性能研究

在脂肪酸分子中引入氮，合成了一种新型的环境友好润滑添加剂NLA，利用红外光谱对其主要官能团进行了表征，通过四球试验机考察了添加剂在矿物基础油中的抗磨减摩性能与极压性能，用扫描电镜对磨痕表面形貌进行了分析，探讨了该类添加剂的极压抗磨作用机理。结果表明：该润滑添加剂在矿物油中具有优良的抗磨减摩性能，并且具有良好的防锈性能和生物降解性能，是一种新型的环境友好润滑添加剂。     

两步法制备HDPE/PA6复合材料的结构和阻隔性能

先利用微层共挤出技术制备高密度聚乙烯（HDPE）/尼龙6（PA6）交替层状材料,并将其造粒,然后在不同的温度下对层状粒料进行模压和微量注塑成型制备HPDE/PA6片状共混物。通过扫描电镜和氧气渗透测试研究二次加工方法和温度对相形态和阻隔性能的影响。通过压板在200℃制备片状共混物,可以保留微层共挤出时形成的PA6片状结...     

微纳米材料改性地质聚合物的研究进展

地质聚合物作为新兴的绿色环保、低能耗胶凝材料,具有早期强度高、耐酸碱等优异性能,但脆性大、韧性差等缺陷影响其推广应用;在地质聚合物中掺入微纳米材料可以有效地改善地质聚合物的性能,提高其韧性。微纳米材料在地质聚合物中均匀分散是保证改性后地质聚合物具有优良性能的关键,为此,可在掺入过程中采用外力的方法进行分散,也可对微纳米材料进行表面改性来提高其分散性能,且表面改性后的微纳米材料能够更好地与地质聚合物基体结合。本文综述了纳米颗粒(如纳米二氧化硅、纳米二氧化钛)、碳纳米管、石墨烯、微米颗粒(如粉煤灰微球、硅灰)、微米纤维(如碳化硅晶须)等微纳米材料对地质聚合物的改性研究成果,总结了常见微纳米材料改性地质聚合物的分散方法及作用机理。其分散方法包括机械搅拌、超声分散和分散剂表面修饰。微纳米材料对地质聚合物的作用机理主要有填充作用、成核作用和桥接作用。微纳米材料能够填充地质聚合物的孔隙和裂缝,改善地质聚合物的孔结构;微纳米材料能够作为成核位点加速地质聚合物的缩聚过程,改善地质聚合物的微观结构与宏观性能;纤维状的微纳米材料具有桥接作用,可阻止裂缝的生成及扩展。此外,对于表面有基团(如羟基、羧基等)的...     

表面修饰纳米TiO2的自修复性能研究

制得了以油酸修饰的纳米TiO2粒子,并使其稳定地分散在基础油中.利用HQ-1摩擦磨损试验机考察了纳米TiO2的自修复性能,并探讨了其自修复机理.试验结果表明:经修饰后的纳米TiO2润滑添加剂具有良好的分散性、减摩抗磨性和自修复性.