復(fù)合基團改性二氧化硅納米顆粒的制備及潤滑行為研究.pdf

1、二氧化硅納米顆粒作為一種經(jīng)濟性好且環(huán)保的納米材料，具有表面活性強，比表面積大，性質(zhì)穩(wěn)定的特點，廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。作為納米材料的一項重要應(yīng)用，納米顆粒在摩擦學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用特別是其作為潤滑油添加劑的應(yīng)用逐漸受到科研人員的關(guān)注。研究發(fā)現(xiàn)二氧化硅納米顆粒作為潤滑油添加劑表現(xiàn)出了良好的摩擦學(xué)性能，有效的提高潤滑油減摩抗磨性能。然而對二氧化硅納米顆粒的研究仍存在著研究不夠系統(tǒng)，粒徑、表面有機基團等因素對二氧化硅納米顆粒的摩擦學(xué)性能影響不明確，二氧化

2、硅納米顆粒在潤滑油中的分散性能不夠穩(wěn)定等問題。這些問題制約了納米顆粒的性能發(fā)揮及其在潤滑領(lǐng)域的應(yīng)用。本文針對不同粒徑及表面功能基團的二氧化硅納米顆粒摩擦學(xué)性能進行研究，根據(jù)實驗結(jié)果對納米顆粒各參數(shù)進行優(yōu)化設(shè)計，并探索二氧化硅納米顆粒作為潤滑油添加劑的減摩抗磨機理，這些研究對二氧化硅納米顆粒在潤滑油添加劑領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要的理論及實際意義。
　　本文首先對不同粒徑的二氧化硅納米顆粒摩擦學(xué)性能進行了研究。設(shè)計了納米顆粒制備及分散方法，

3、基于Stber法對四種不同粒徑的二氧化硅納米顆粒進行了制備，并通過共沸蒸餾的方法將納米顆粒在分散狀態(tài)下由乙醇體系轉(zhuǎn)移至甲苯體系最終轉(zhuǎn)移至PAO潤滑油中。對不同添加濃度不同粒徑的二氧化硅納米顆粒進行了流變學(xué)及摩擦學(xué)實驗分析，找出了表現(xiàn)出最優(yōu)減摩抗磨性能的最優(yōu)粒徑，并建立了納米顆粒粒徑與二氧化硅納米顆粒減摩抗磨性能的關(guān)系。
　　基于對納米顆粒的粒徑分析結(jié)果，本文對最優(yōu)粒徑下具有不同表面功能基團的納米顆粒摩擦學(xué)性能進行了研究。對添加了不

4、同功能基團二氧化硅納米顆粒的潤滑油流變性能及摩擦學(xué)性能進行了分析。研究了納米顆粒對潤滑油粘度及粘溫特性的影響。建立了功能基團與二氧化硅納米顆粒減摩抗磨性能的關(guān)系，并對功能基團在納米顆粒減摩抗磨性能中的作用機理進行了分析。
　　根據(jù)粒徑及功能基團對二氧化硅納米顆粒減摩抗磨性能的影響研究，本文制備了一種具有復(fù)合基團的二氧化硅納米顆粒，并對表面具有不同功能基團比例的二氧化硅納米顆粒摩擦學(xué)性能進行了研究。將吸附性能較好的氨基基團與分散性能

5、較好的烷基基團同時鏈接于二氧化硅納米顆粒表面，并對兩種基團在納米顆粒表面的比例進行控制。研究了不同基團比例納米顆粒對潤滑油粘度及粘溫特性的影響，并對不同基團比例的納米顆粒的減摩抗磨性能進行了研究，建立了納米顆?；鶊F比例與摩擦性能的關(guān)系。
　　通過分析實驗后的金屬磨斑表面，并借助高速攝影以及COMSOL軟件分析等方法，揭示了二氧化硅納米顆粒的減摩抗磨機理。運用SEM電子顯微鏡對不同種類二氧化硅納米顆粒的金屬磨斑表面進行研究，提出了納