超細(xì)金屬-蛇紋石復(fù)合潤(rùn)滑油添加劑制備及摩擦學(xué)性能研究.pdf

1、根據(jù)微納米潤(rùn)滑自修復(fù)劑的發(fā)展趨勢(shì)，針對(duì)傳統(tǒng)潤(rùn)滑添加劑所存在的問(wèn)題，本文提出了超細(xì)金屬/蛇紋石復(fù)合潤(rùn)滑油添加劑的開(kāi)發(fā)思路。采用高能球磨法，通過(guò)SEM、XRD等分析手段，系統(tǒng)研究了球磨介質(zhì)配比、球料比、球磨時(shí)間因素對(duì)粉體粒徑的影響規(guī)律，從而制備出超細(xì)蛇紋石粉。通過(guò)測(cè)定超細(xì)蛇紋石粉體在無(wú)水乙醇介質(zhì)中的Zeta電位，選取油酸(OA)、硅烷偶聯(lián)劑(KH1560)等作為表面活性劑，研究了表面活性劑種類、加入量以及超聲時(shí)間對(duì)粉體在乙醇介質(zhì)中分散穩(wěn)定性

2、的影響。在此基礎(chǔ)上，探討了超細(xì)蛇紋石粉和納米金屬?gòu)?fù)合粉體在基礎(chǔ)油中的分散穩(wěn)定工藝，將分散好的粉體加入到事先添加了粘度指數(shù)改進(jìn)劑的基礎(chǔ)油中，以摩擦系數(shù)(μ)和磨斑直徑(WSD)為表征指標(biāo)，利用萬(wàn)能摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)四球式摩擦副，系統(tǒng)研究了蛇紋石粉體粒徑、加入量、載荷對(duì)潤(rùn)滑油摩擦學(xué)性能的影響規(guī)律，并分析了超細(xì)蛇紋石粉體與其他油溶性添加劑和納米金屬粉體的復(fù)配對(duì)潤(rùn)滑油摩擦學(xué)性能的影響，成功研制出了具有良好抗磨減摩性能和實(shí)用價(jià)值的超細(xì)金屬/蛇紋石復(fù)合

3、潤(rùn)滑添加劑。論文獲得如下主要結(jié)論：
　　 (1)在高能球磨條件下，隨球磨時(shí)間延長(zhǎng)，蛇紋石粉體的顆粒尺寸逐漸減小，但在球磨后期顆粒細(xì)度不再減小。粉體粒度分布范圍隨球磨時(shí)間延長(zhǎng)具有先減后增的變化規(guī)律；推薦超細(xì)蛇紋石粉體制備較佳的球磨工藝為：球磨介質(zhì)配比為4:2:4，球料比為8:1，轉(zhuǎn)速400r/min，球磨時(shí)間30～45h。在該條件下，球磨時(shí)間超過(guò)45h時(shí)，粉體中有晶態(tài)的二氧化硅相。
　　 (2)研究了超聲處理時(shí)間和多種表面

4、活性劑的加入量對(duì)超細(xì)蛇紋石粉體在乙醇中的分散效果。結(jié)果表明超細(xì)蛇紋石粉體的分散效果隨著超聲時(shí)間和表面活性劑加入量的增加呈現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì)。不同分散劑的分散效果依次為：KH560>PVP>OA>TEA。推薦三種分散劑修飾的超細(xì)蛇紋石粉體在乙醇中的分散工藝為：5wt.％KH560，超聲時(shí)間20min；2.5wt.％PVP，超聲時(shí)間43min；2.5wt.％油酸，超聲時(shí)間40min。
　　 (3)研究發(fā)現(xiàn)三種分散劑修飾的超細(xì)蛇紋石

5、粉體在基礎(chǔ)油中的懸浮穩(wěn)定性能從高到低依次為：OA>PVP>KH560。濃度為4wt.％油酸修飾的超細(xì)蛇紋石粉在200天的沉降率為10％，且該濃度下的油酸亦可在油中很好的分散超細(xì)蛇紋石與納米金屬?gòu)?fù)合粉體。
　　 (4)研究發(fā)現(xiàn)：超細(xì)蛇紋石粉體的粒徑、加入量對(duì)潤(rùn)滑油抗磨減摩性能有較大影響，推薦選取球磨45h的粉體作為蛇紋石潤(rùn)滑添加劑的原料，其最佳加入量為0.3wt.％；超細(xì)蛇紋石粉體與極壓抗磨劑MoDDP、ZDDP和清凈分散劑T15

6、4等油溶性添加劑具有一定協(xié)同效應(yīng)，并具有自修復(fù)作用；含超細(xì)蛇紋石粉的潤(rùn)滑油更適合在高載荷條件下工作。
　　 (5)研究發(fā)現(xiàn)，超細(xì)蛇紋石與納米金屬Cu、Ni、Sn單質(zhì)金屬粉復(fù)合以及與混合金屬粉的復(fù)合可有效改善潤(rùn)滑油的綜合摩擦學(xué)性能，并且復(fù)合粉體與MoDDP在油中存在協(xié)同效應(yīng)。所研究的超細(xì)金屬/蛇紋石粉復(fù)合潤(rùn)滑添加劑在摩擦條件下存在鋪展成膜、沉積成膜等多種自修復(fù)作用。
　　 (6)根據(jù)復(fù)合潤(rùn)滑添加劑摩擦學(xué)性能研究結(jié)果，推薦出

7、了兩種性能較好的復(fù)合潤(rùn)滑添加劑的配方：1)1wt.％MoDDP+0.3wt.％的粉體，其中蛇紋石：鎳粉質(zhì)量比為2:1，與基礎(chǔ)油相比，此復(fù)合添加劑的摩擦系數(shù)和磨斑直徑分別減少46.5％和57.1％，適用于高載荷長(zhǎng)磨下工作；2)1wt.％MoDDP+0.3wt.％的粉體，蛇紋石：金屬?gòu)?fù)合粉(Cu：Sn：Ni=1:2:4)質(zhì)量比為1:2的復(fù)合添加劑，與基礎(chǔ)油相比，摩擦系數(shù)和磨斑直徑分別減少45.2％和56％。該添加劑適用范圍廣，低載荷下亦可顯