纳米铜润滑油添加剂的制备及其摩擦学性能

为了研究纳米铜粉的制备与其摩擦学性能,利用高能球磨机采用干湿磨相结合的方法制备了纳米铜粉,再将其加入500SN齿轮油中制成润滑油添加剂,用透射电镜(TEM)及万能磨擦磨损试验机研究了纳米铜粉的微观形貌及其润滑油添加剂的摩擦学性能。结果表明:纳米铜粉粒径为10～40 nm,在修饰剂中分散较好,颗粒表面有明显包覆层;纳米铜润滑油添加剂可提高基础油的减摩抗磨性能;纳米铜粉含量0.05%的纳米铜润滑油样的摩擦学性能最好且摩擦系数最低;低载荷下纳米铜润滑油样的摩擦学性能优于高载荷下的。     

纳米铜添加剂对重载车辆润滑油摩擦学性能影响的研究

采用化学反应法制备了表面修饰的纳米铜微粉,采用超声分散工艺分散于16#机油基础油中,利用T-11摩擦磨损实验机进行摩擦磨损试验。试验结果表明：不含纳米Cu的减摩添加剂和含纳米Cu的减摩添加剂添加到16#机油中,磨损量分别减少了19％、33％,减摩性能分别提高59％、86％。能谱分析表明磨痕表面不均匀的分布有铜元素,说明添加剂中的纳米铜在磨痕表面沉积,起到改善润滑油抗磨性能的作用。     

纳米碳酸钙、铜粒子混合物用作润滑油添加剂的研究

本研究采用纳米碳酸钙和铜粒子混合物作为添加剂加入润滑油中,选择合适的表面活性剂制备含纳米碳酸钙和纳米铜粒子混合物添加剂的润滑油.采用四球摩擦磨损试验机测定含纳米碳酸钙、纳米铜粒子添加剂的润滑油的摩擦学性能;使用扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDS)等观察分析磨损钢球表面的磨痕形貌、化学元素和纳米粒子形态.结果表明,纳米碳酸钙、纳米铜的混合粒子的最佳添加量为:总添加量Wt(CaCO3 Cu)%=0.6%,WtCaCO3%:WtCu%=1:1;该润滑油具有最佳的抗磨、减摩性能.研究表明,含纳米碳酸钙、纳米铜粒子添加剂的润滑油的抗磨、减摩机理与纳米粒子存在形态相关.     

超声波及分散剂对纳米SiO2/CaCO3/Al2O3颗粒分散特性的影响

在材料科学领域,颗粒的均匀分散是获得具有较好的显微结构和性能材料制品的基础。采用分光光度计法表征分散效果,研究了超声波及不同分散稳定剂复合作用下纳米SiO_2、纳米CaCO_3、纳米Al_2O_3颗粒的分散性能,并结合DLVO理论探讨了分散机理,给出了分散剂优选方案。结果表明,超声波处理纳米颗粒悬浮液可以有效打破纳米颗粒团聚;不同分散剂对不同纳米颗粒的分散效果差异较大,NS颗粒相比NC、NA更难被分散剂分散,分散剂SHMP、SDBS作用效果随用量的增大先增强后减弱,分散剂PCS作用效果随用量的增加而增强;分散剂种类、用量会影响纳米悬浮颗粒的双电层厚度和颗粒周围空间微环境,从而影响分散体系的稳定性。     

纳米锑颗粒作为液压油添加剂的摩擦学性能

为了研究纳米锑颗粒作为润滑油添加剂的润滑摩擦学性能,充分发挥其减磨、抗磨效果,采用CFT-1型材料性能测试仪对比研究了不同载荷下纳米锑粒子作为液压油添加剂的摩擦学性能,通过SEM对试样摩擦表面进行了形貌分析,利用EDX进行了磨痕表面元素分析.结果表明:不同载荷下纳米锑颗粒在液压油中的最佳添加量不同,重载荷下纳米锑粒子表现出优良的抗磨减摩性能;纳米锑粒子在一定程度上可以提高液压油的抗磨减摩性能,这是由于磨痕表面形成了含锑元素的表面膜,起到良好的抗磨减摩效果.     

原位合成油酸修饰纳米硫化镍颗粒及其摩擦学行为研究

使用不同于传统的合成方法原位合成法在油性介质中直接合成出了油溶性的纳米颗粒.将自制的有机镍盐以分子级水平溶解于基础油之中,在常温条件下通过气液反应进行原位合成油酸修饰NiS纳米颗粒.研究表明,该方法所制备的纳米颗粒具有较好的油溶性,久置不会发生团聚和沉淀,同时可以与基础油比任意比例混合,这很好解决了增强纳米颗粒的油溶性的问题.红外光谱分析表明油酸在NiS表面发生了化学吸附,并非简单的物理吸附,-COOH的特征吸收峰明显消失.摩擦学性能研究表明所合成的纳米颗粒可以较好地提高润滑油的抗磨减摩性,在添加浓度为0.3%(质量分数)时摩擦系数和磨斑直径均达到最小,此时的抗磨减摩性能达到最佳.     

含纳米碳酸钙粒子润滑油的摩擦学性能研究

研究了将粒径约为40nm的纳米碳酸钙粒子作为添加剂加入40CD润滑油中,采用四球摩擦磨损试验机测定含纳米碳酸钙粒子的润滑油的摩擦学性能;利用扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪观察与分析磨斑表面形貌、元素的状态等.结果表明,含0.6%纳米碳酸钙的润滑油具有最佳的抗磨减摩性能;文中对抗磨减摩机理进行了探讨.     

Cu-水纳米流体的分散行为及导热性能研究

通过测定Cu-水纳米悬浮液的Zeta电位和吸光度,采用Hotdisk热物性分析仪测量了其导热系数,探讨了不同pH值和分散剂浓度对Cu-水纳米悬浮液分散稳定性和导热性能的影响.结果表明,pH值和分散剂加入量是影响Cu-水纳米悬浮液分散稳定和导热系数的重要因素.最优化的pH值和分散剂加入量能显著提高水溶液中Cu表面Zeta电位绝对值,增大了颗粒间静电排斥力,悬浮液分散稳定性较好,导热系数较高.从分散稳定和导热系数提高两个方面来考虑,pH=9.5左右被选为最优化值,在0.1%Cu-H2O纳米流体中,0.07%SDBS被选为最优化浓度.另外,Cu-水纳米流体的导热系数随纳米粒子质量分数的增大而增大,呈非线性关系,且比现有理论(Hamilton-Crosser模型)预测值大.     

纳米铜胶体的合成及表征

以NaBH4为还原剂,表面活性剂CTAB为稳定分散剂,通过化学反应从硫酸铜溶液制备了纳米铜胶体,并研究了稳定分散剂浓度对纳米铜胶体颗粒的氧化、大小及团聚状态的影响.结果表明:当稳定分散剂浓度足够高时,所得纳米铜胶体颗粒大小均匀、分散性好,且能有效地防止颗粒的氧化及团聚.     

纳米铜颗粒的摩擦学性能研究及其减摩润滑机理探讨

采用端面摩擦磨损实验机考察了表面修饰纳米铜颗粒作为润滑油添加剂的摩擦学性能,利用SEM,EDS和纳米压痕仪对摩擦表面进行了形貌、元素和力学性能分析.结果表明:纳米铜颗粒能够显著改善石油基础油650SN的抗磨减摩性能,降低摩擦表面温度.这主要是由于纳米铜颗粒在摩擦过程中在摩擦表面熔化、润湿摩擦副基体并最终铺展形成一层软的铜保护膜,从而显著降低了摩擦和粘着磨损.     

碳包铜纳米颗粒在乙二醇水溶液中的分散性研究

以阿拉伯树胶为分散剂,以乙二醇水溶液为分散介质,采用球磨分散法制备了用于直接吸收太阳辐射能的碳包铜纳米悬浮液.通过分光光度法和沉降法研究了分散剂含量、球磨时间及球磨转速等因素对碳包铜纳米悬浮液稳定性的影响,并对其分散机理进行了初步探讨.结果表明:阿拉伯树胶能有效地分散碳包铜纳米颗粒,得到均匀、稳定的碳包铜纳米悬浮液.当阿拉伯树胶的质量分数为0.1%、球磨时间为2h、球磨转速为250r/min时,分散效果最佳.阿拉伯树胶对碳包铜纳米颗粒的稳定分散作用主要是通过空间位阻机制来实现的.     

纳米锡粉的制备及分散稳定性研究

为了使纳米锡粉在乙二醇水溶液中良好稳定地分散,通过直流电弧等离子体蒸发法制备平均粒径为106 nm的纳米锡粉,以十二烷基硫酸钠、六偏磷酸钠、聚乙二醇为分散剂研究纳米锡粉在乙二醇水溶液中的分散性能,分析分散时间、分散剂类型及含量对锡粉分散性能的影响。结果表明,不同分散剂的加入对锡粉颗粒在乙二醇水溶液中的分散稳定性都有所提高,随着超声时间的延长和分散剂浓度的增大,粉体的分散效果先增强后减弱;纳米锡粉在乙二醇水溶液中的最佳分散工艺是加入质量分数为3%的十二烷基硫酸钠,超声时间为60 min。     

微乳液法制备纳米金属铜及其摩擦学性能研究

研究了微乳液法制备纳米金属铜粒子及其在润滑油中的应用.以CuSO4·5H2O、Span-80、Tween-80、SDBS、NaBH4等为主要原料,制得粒度可控、经透射电分析粒径在10～20 nm之间、有部分团聚的纳米铜颗粒.选用适当的活性剂对其进行表面修饰,获得了油溶性良好的纳米润滑油添加剂I6.用四球摩擦试验机和XP-销盘摩擦磨损试验机考察了纳米铜添加剂的摩擦学性能,试验结果表明,添加了I6的润滑油比未添加时PB值提高了28.4%,摩擦系数降低了77.8%;而且在相同负荷条件下,添加了I6纳米添加剂的平均磨斑直径比未添加时的磨斑直径要小得多,表现出了良好的抗磨减摩性能.     

纳米铜润滑油添加剂的摩擦学特性及其自修复机理

为了评价纳米铜添加剂对摩擦副的减摩和自修复性能,采用液相化学还原法合成了二烷基二硫代磷酸(HDDP)修饰纳米铜微粒,利用四球摩擦磨损试验机分析了不同载荷条件下纳米铜添加量对摩擦系数、磨斑直径等摩擦学性能影响,采用扫描电镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)分析了磨痕形貌及其化学成分组成,并通过纳米压痕测试技术测量铜膜硬度及弹性模量。结果表明:纳米铜添加量为0.4%(质量分数)时减摩效果最佳,磨斑直径和摩擦系数明显下降,比未添加纳米铜的降低了23.0%~27.2%和15.1%~24.9%。摩擦过程中纳米铜微粒在摩擦表面形成化学沉积膜,铜膜的纳米硬度为1.63 GPa,弹性模量为78.08 GPa,表现出优良的抗磨减摩性能。     

复合Al_2O_3-SiO_2纳米颗粒的摩擦学性能研究

以硅烷偶联剂为改性剂对复合Al2O3-SiO2纳米颗粒进行原位改性,实现其在润滑油中均匀稳定的单分散。将改性后的复合Al2O3-SiO2纳米颗粒分别按质量分数为0、0.05%、0.1%、0.5%、1.0%的量加入到润滑油中制成试样,进行四球试验和止推圈试验。对摩擦实验中的摩擦系数、磨斑直径、磨损量、摩擦副表面形貌进行分析。结果表明:当复合Al2O3-SiO2纳米颗粒添加质量分数为0.5%时,摩擦系数和磨斑直径最小,止推圈的磨损量出现负磨损,摩擦表面的磨痕明显的变浅、变窄。说明摩擦过程中,复合Al2O3-SiO2纳米颗粒沉积在摩擦副表面,形成一层保护膜有效的保护了摩擦表面,抗磨减摩作用显著。     

微纳米级Schiff碱及Schiff碱铜络合物在润滑油介质中的现象

微纳米级Schiff碱及Schiff碱铜络合物可分散于润滑介质中,大幅度提高润滑油的减摩抗磨性能,并且能在摩擦表面自组装成膜,达到金属缓蚀的效果.     

水基纳米碳化钛流体稳定性分析

通过两步法制备出分散稳定性能好的水基碳化钛流体,采用分散稳定性分析、纳米颗粒表征来分析其状态。分散稳定性分析探讨了分散剂质量分数及pH值对水基流体稳定性的影响,纳米颗粒表征探讨了制备后流体中碳化钛晶相成分变化、颗粒表面分散剂吸附情况及颗粒存在形式。     

复合纳米氧化物作为润滑油添加剂的抗磨减摩特性研究

使用3种表面分散剂分别对纳米TiO2和纳米SiO2颗粒进行表面修饰,修饰后的粉体按不同质量分数作为润滑油添加剂加入基础油中,在立式摩擦磨损试验机上进行摩擦磨损实验。使用傅里叶红外光谱和分光光度计分别检测修饰后粉体表面键合特性和在基础油中的分散性,借助扫描电镜和EDAX对钢球表面形貌和元素进行表征。实验结果表明质量分数分别为5%,12%的钛酸酯偶联剂修饰的纳米粉体能够很好地分散在基础油中;基础油中加入1∶1复合纳米粒子后使得磨斑直径降低了21.7%,并且在磨斑表面检测到Ti、Si元素。分析认为纳米粉体在摩擦副之间形成了润滑保护膜的同时产生了微轴承效应,从而大大地提高了润滑油的摩擦性能。     

纳米银粉在水溶液中的分散及粒径表征

利用直流电弧等离子体蒸发冷凝法制备纳米银粉,采用X射线衍射分析对纳米银粉的结构进行表征,采用纳米激光粒度仪研究不同超声分散工艺与不同离子类型的分散剂聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基三甲基溴化氨、十二烷基硫酸钠对纳米银粉在水溶液中分散性能的影响,获得纳米银粉的最佳分散工艺与激光粒径分布,对比研究纳米银粉的激光粒径与透射电镜统计的粒径的差异。结果表明:纳米银颗粒为立方晶系多晶体,颗粒的结晶性良好;以十六烷基三甲基溴化氨为分散剂的效果最理想,最佳超声波功率为600 W;当十六烷基三甲基溴化氨的质量浓度为0.5 g/L时,纳米银颗粒的分散稳定性较好;激光粒径反映的纳米颗粒的动态二次粒径略大于从透射电镜图像统计得到的粒径。     

纳米金刚石粉和滑石粉摩擦学性能对比

为研究纳米颗粒润滑添加剂的摩擦磨损性能,选取纳米金刚石粉和滑石粉为添加剂,通过四球试验和销盘试验评价润滑油的抗磨性能、减摩性能和承载能力。结果表明,虽然滑石粉具有非常出色的减摩性能,但是抗磨性能较差;而纳米金刚石粉的各方面性能表现良好,综合摩擦学性能较好。