电镀废液回收纳米铜粉作为润滑添加剂的摩擦学性能研究

以化学还原法从电镀铜废液中回收的纳米铜粉为固体润滑油添加剂,在四球式摩擦磨损试验机上研究纳米铜粉的加入量对润滑油摩擦学性能的影响。采用SEM、EDAX等分析磨斑表面,初步探讨纳米铜粉抗磨减摩机制。结果表明:纳米铜粉的添加显著提高基础油的抗磨减摩性能,当纳米铜粉加入量为0.3%(质量分数)时,其摩擦因数和磨斑直径分别比基础油减小33.4%和19%。含纳米铜粉润滑油在高载荷下具有更好的抗磨减摩性能。纳米铜粉在摩擦过程中抗磨减摩机制主要为填充作用和沉积自修复膜作用机制。     

SiO_2纳米颗粒作为润滑添加剂的抗磨减摩性能

用硅烷偶联剂(KH560)、钛酸酯、硬脂酸对无定型纳米SiO2进行了表面改性,采用四球和止推圈摩擦磨损试验机研究了改性后纳米SiO2在20#机械油中的抗磨减摩性能.结果表明:KH560改性效果最佳,改性后纳米SiO2在20#机械油中实现了单分散效果;改性后的纳米SiO2,能有效提高润滑油的抗磨减摩性能,当纳米SiO2的质量分数为1%时产生的抗磨减摩性能最好.     

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。     

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。     

含纳米镍粉齿轮油摩擦学性能研究

为提高传统齿轮油的摩擦学性能,选择高速剪切和纳米镍粉表面修饰相结合的分散方式制备含纳米镍粉的齿轮油,采用四球试验机研究高速剪切转速和时间、KH560分散剂及纳米镍粉加入量对齿轮油摩擦学性能的影响,并采用SEM和EDS等对磨斑形貌和成分进行分析表征,初步探讨其抗磨减摩机制。结果表明:高速剪切转速为3 000r/min,剪切时间为30 min,分散剂KH560质量分数为6%时,纳米镍粉在齿轮油可的分散效果最好;纳米镍粉质量分数为0.5%时,齿轮油综合摩擦学性能较好,摩擦因数和磨斑直径较未添加镍粉的齿轮油分别下降25.5%和22.6%;含纳米镍粉齿轮油在不同载荷下均具有较好的减摩性能,但只在较低压力下具有较好的抗磨性能。磨痕形貌及能谱分析结果表明:在摩擦过程中含纳米镍粉齿轮油中的纳米镍粉能起到填平犁沟、修复磨痕表面的作用。     

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。     

不同维度碳纳米颗粒对汽轮机油摩擦学性能的影响

为探究不同维度碳纳米颗粒对汽轮机油摩擦学性能的影响,用静置沉淀法评定汽轮机油中碳纳米颗粒分散稳定性,利用四球机和梯姆肯试验机以及扫描电子显微镜等试验装置评价3种常见维度的碳纳米颗粒(即零维的富勒烯(以C₆₀为代表)、一维的碳纳米管(CNTs)、二维的还原氧化石墨烯(RGO))在汽轮机油中减摩抗磨效果。结果表明:RGO在汽轮机油中表现出更好分散性,C60和CNTs分散稳定性较差,分子间易发生团聚沉淀;RGO在汽轮机油中减摩抗磨效果最为显著,质量分数0.015%的RGO可使汽轮机油最大无卡咬负荷提升52.38%,摩擦因数降低24.75%。     

原位溶胶-凝胶法合成纳米SiO_2润滑液的摩擦学性能

采用溶胶-凝胶法在亲水性聚醚油中原位制备纳米二氧化硅微球。利用透射电镜系统考察反应条件,如氨水和水的添加量、正硅酸乙酯(TEOS)添加量、聚醚含量及水解温度对原位生成的纳米二氧化硅颗粒的直径和形貌的影响。结果表明:随着TEOS、氨水及水含量的增加,纳米二氧化硅颗粒直径逐渐增大;而随着聚醚油含量增加以及反应温度的升高,纳米二氧化硅颗粒直径逐渐减小直至出现严重团聚。使用四球摩擦磨损试验机,研究不同粒径的纳米二氧化硅微球对润滑油减摩抗磨性能的影响。结果表明,随着纳米颗粒添加量的增加其摩擦因数和磨斑直径呈现出先下降后上升的趋势;在纳米颗粒最佳添加量时,纳米颗粒直径越小其减摩抗磨效果越明显;同时,纳米二氧化硅润滑液具有优异的减摩抗磨性能,但其最佳添加量受颗粒直径影响呈非规律性变化。     

原位直接制备纳米铜润滑油及其摩擦学性能研究

以硝酸铜为原料,在100SN,150SN,500SN 3种润滑油基础油微乳液体系中使用原位液相直接制备纳米铜润滑油,使用扫描电镜(SEM)表征制备的纳米铜的表面形貌,使用四球摩擦磨损试验机考察制备的纳米铜润滑油的减摩抗磨和极压性能.结果表明:原位制备的纳米铜颗粒的粒径在20-50 nm之间.在100SN基础油中原位制备的纳米铜润滑油具有较高的承载能力和良好的减摩抗磨性能,可使基础油的最大无卡咬负荷增大27%,在392 N,1 450 r/min条件下,可使基础油的摩擦因数、磨斑直径分别减小3.8%,20%.而在150SN,500SN基础油中原位制备后的纳米铜对润滑油的承载能力没有明显的影响.     

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。     

钻井液用植物油润滑剂的制备及摩擦学性能研究

为了使钻井液用植物油润滑剂在高压和高温氧化后仍具有良好的抗磨减摩性能,将层状固体润滑剂石墨、蛇纹石加入植物油中,合成了几种含固体润滑剂的钻井液用植物油润滑剂;利用UMT-2球盘式摩擦试验机考察了各润滑剂的摩擦性能;在摇臂钻床上模拟钻探的摩擦工况,考察了合成的润滑剂的抗磨性能,利用扫描电子显微镜观察了钻头的磨损形貌。结果表明,在植物油中添加石墨、蛇纹石可以降低植物油的摩擦因数和摩擦副的磨损,同时可使植物油在高温氧化后仍能保持良好的减摩抗磨性能。     

Wear and friction behaviour of CaCO3 nanoparticles used as additives in lubricating oils

For some years, reports have been published on adding solid lubricant powder to oil to improve the tribological properties of the latter, but the results have not been satisfactory. In this paper, we describe the preparation of CaCO₃ nanoparticles in a microemulsion consisting of sodium dodecyl‐sulphate (SDS)/isopentanol/cyclohexane/water, and assessment of the tribological behaviour of CaCO₃ nanoparticles as additives for lubricating oils. The CaCO₃ nanoparticles were characterised by transmission electron microscopy (TEM), and their tribological performance was tested in a four‐ball machine; the rubbing surface was analysed with X‐ray photoelectron microscopy (XPS). The results indicate that the size of CaCO₃ nanoparticles increased with the concentration of aqueous reactant, and that CaCO₃ nanoparticles exhibited good load‐carrying capacity, antiwear and friction‐reducing properties. The tribological properties of lubricating oils could be improved significantly by dispersing CaCO₃ nanoparticles in 500SN base oil containing dispersants such as polyisobutene‐butanediimide (T154), calcium alkylsulphonate (T101) and methyl‐tricaprylamine chloride (aliquat 336). The improvements in friction and wear were concluded to be due to the formation of a film containing CaCO₃ and CaO in the rubbing region, and the presence of nanoparticles, which may act in the same way as ball bearings, to facilitate sliding.     

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。     

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。     

硅烷偶联剂修饰纳米ZrO2润滑油添加剂的摩擦学性能研究

以氧氯化锆为原料制备纳米ZrO2并对其结构进行了表征;用硅烷偶联剂对其表面进行表面改性处理,使其具有良好的亲油性;用摩擦磨损试验机测定了所制备的纳米ZrO2作为20#机械油添加剂的摩擦磨损性能。结果表明所制备的ZrO2为粒径为10nm左右的球形颗粒,具有无定形晶体结构;纳米ZrO2作为添加剂可以显著提高20#机械油的抗磨减摩性能,当纳米ZrO2的添加量为0.1%(质量分数)时相应的磨斑直径最小、摩擦因数最低、磨损量最少。     

抗磨添加剂对不同服役阶段润滑油摩擦学性能的影响

采用黏度测试仪测定新油及3种不同服役阶段润滑油的黏度,采用UMT-II摩擦磨损试验机考察其摩擦学性能,并同时考察3种在用润滑油添加抗磨添加剂后的摩擦学性能。研究结果表明:润滑油的黏度随着运行里程数的增加呈现先降后增的趋势;随润滑油运行里程数的增加,润滑油的摩擦因数增大,导致试验钢球的磨损量也增加;抗磨添加剂对不同服役阶段的润滑油的抗磨性能影响程度不同,在磨合磨损期和正常磨损期,加入抗磨添加剂后并不能改善润滑油的抗磨性能,而在异常磨损期,抗磨添加剂的加入可较好地改善润滑油的抗磨性能。     

水溶性LaF3纳米颗粒的制备及其摩擦学行为研究

以柠檬酸为修饰剂在水溶液中合成表面修饰LaF3纳米微粒,通过X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、热重分析(TG-DTA)、激光粒度分布仪、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)等测试手段对其结构和形貌进行表征;采用四球摩擦磨损试验机考察LaF3纳米微粒作为添加剂时的摩擦学行为;采用X射线光电子能谱仪(XPS)分析钢球磨损表面的元素组成。结果表明,柠檬酸修饰的LaF3纳米微粒,平均粒径约为4 nm;LaF3纳米微粒在水中的分散性良好,作为水基添加剂,在摩擦过程中可在钢摩擦副表面的形成由Fe2O3、La2O3等为主要组成部分的边界润滑膜,因此表现出极好的抗磨减摩性能,具有很好的应用前景。     

二聚酸盐的合成及在水性基础液中的摩擦学及防腐防锈性能

采用二聚脂肪酸和二乙醇胺合成一种二聚酸二乙醇胺盐,在四球摩擦磨损试验机上考察其在水性基础液中的摩擦学性能,用 X 射线光电子能谱仪（XPS）分析试验后钢球磨斑表面典型元素的化学状态。结果表明：该添加剂在水性基础液中具有优良的承载能力和抗磨减摩性能以及良好的液相防锈和抑制铜片腐蚀的性能;在摩擦过程中,磨斑表面形成了含氮的吸附膜和含 Fe2 O3的化学反应膜,二者协同作用使添加剂在摩擦过程中具有良好的抗磨减摩性能。     

几种极压抗磨剂对Si3 N4陶瓷/GCr15钢副摩擦磨损性能的影响

利用MPX-2000型盘销式摩擦磨损试验机对Si3N4陶瓷与GCr15钢摩擦副在P120、T302、T306、T307、T321 5种极压抗磨添加剂作用下的摩擦磨损性能；采用SHIMADZU SSX-550型扫描电子显微镜观察盘试件的磨损表面形貌。结果表明：5种添加剂对该摩擦副均具有较明显的减摩抗磨作用，但是添加剂对该摩擦副的减摩和抗磨作用效果并不同步，P120的抗磨作用最好，T321的减摩效果最佳；综合考虑减摩抗磨时，添加剂P120的作用效果最佳；添加剂主要是通过物理和化学吸附膜对该摩擦副起到减摩抗磨作用；从SEM照片看，盘试件磨损表面主要表现为擦伤和粘着特征。     

A study of the tribological behaviour of an organotin compound

Oil‐soluble stannous oleate (SO) has been synthesised using oleic acid and SnO and its molecular structure confirmed. The tribological performances of SO and of complexes of SO with organosulphur or organophosphate compounds as lubricant additives in a VG26 white oil have been evaluated using a fourball friction and wear tester. The results show that SO exhibits good antiwear, load‐carrying, and friction‐reducing properties in the base stock, which are better than those of ZDDP. When 2.0% SO is added, the wear‐scar diameter reduced to 70% of that for the base stock alone, and the maximum non‐seizure load increased by 2.4 times. The friction coefficient was clearly reduced when SO was added. Synergistic effects were observed between SO and tricresol phosphate as regards the antiwear and load‐carrying properties, while a synergistic effect occurred only in terms of the antiwear properties for SO and a sulphurbased olefin. The elemental composition of the boundary lubricating film was examined by means of Auger electron spectroscopy (AES). The analytical results of AES indicate that the good performance of SO is attributable to the formation of a boundary lubricating film containing Sn on the rubbed surface.