不同形貌納米金屬銅、鎳的制備、分散及摩擦性能研究.pdf

1、添加劑廣泛應(yīng)用于各種潤(rùn)滑油中，能有效改善潤(rùn)滑油抗磨、減摩等各方面的性能。近年來(lái)，納米材料的出現(xiàn)為潤(rùn)滑油添加劑的發(fā)展提供了新的選擇，納米金屬的添加可顯著提高潤(rùn)滑油的摩擦學(xué)性能。由于納米粒子的形貌很大程度上決定了其性質(zhì)，因此具有不同形貌的納米顆粒在潤(rùn)滑油中的抗磨、減摩性能也會(huì)有著較大的不同。但是，對(duì)于不同形貌納米顆粒的制備及其作為潤(rùn)滑油添加劑的抗磨、減摩機(jī)理尚需進(jìn)行進(jìn)一步的研究。
　　 本論文綜合分析了近年來(lái)國(guó)內(nèi)外納米金屬的制備方法

2、，篩選出設(shè)備需求簡(jiǎn)單，反應(yīng)條件溫和、易于工業(yè)化的化學(xué)還原法為合成路線，結(jié)合水熱、超聲、微波等輔助加熱設(shè)備，制備出粒徑、形貌不同的納米金屬Cu、Ni。分別用X-射線衍射(XRD)、透射電鏡(TEM)、選區(qū)電子衍射(SAED)等手段表征，分析了產(chǎn)物的粒徑、形貌；利用紫外分光光度計(jì)表征并獲得了不同形貌納米Cu、Ni在無(wú)水乙醇中的最佳分散工藝；將不同形貌的納米金屬Cu、Ni以最佳分散工藝添加到潤(rùn)滑油中(長(zhǎng)城汽油機(jī)油SF15W/40)，通過(guò)沉降實(shí)

3、驗(yàn)觀察不同形貌納米粒子在潤(rùn)滑油中的分散穩(wěn)定性；利用UMT-Ⅱ摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)和四球摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)對(duì)添加有不同形貌納米金屬的潤(rùn)滑油進(jìn)行摩擦磨損性能測(cè)試，獲得摩擦系數(shù)(μ)、極壓值(PB)和磨斑直徑(WSD)等相關(guān)數(shù)據(jù)，分析歸納出納米金屬的粒徑、形貌對(duì)潤(rùn)滑油摩擦學(xué)性能的改善規(guī)律性；通過(guò)M-2000摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)考察油溫對(duì)添加有納米金屬的潤(rùn)滑油減摩性能的影響，并分析探索了納米金屬作為潤(rùn)滑油添加劑的抗磨、減摩機(jī)理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：
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4、1)利用液相化學(xué)還原法，結(jié)合均相界面生長(zhǎng)法，在修飾劑吐溫-85(Tween-85)作用下，通過(guò)水熱法得到類球形納米Cu，超聲反應(yīng)得到類球形及多面體，粒徑分布范圍大的納米Cu，微波法得到規(guī)整的球形納米Cu。
　　 (2)利用液相化學(xué)還原法，結(jié)合均相界面生長(zhǎng)法，在修飾劑Tween-85作用下，通過(guò)水熱法制備出球形納米Ni，超聲輔助加熱得到不規(guī)則球形納米Ni，微波輔助加熱制備出長(zhǎng)度和直徑在一定范圍內(nèi)變化的針狀納米Ni。
　　

5、(3)在分散實(shí)驗(yàn)中，利用陰離子表面活性劑油酸對(duì)制備的納米Cu、Ni進(jìn)行修飾，并將其分散到無(wú)水乙醇中。Cu的最佳分散工藝：2wt.％油酸，超聲時(shí)間15min；Ni的最佳分散工藝：2wt.％油酸，超聲時(shí)間10min。
　　 (4)潤(rùn)滑油的靜置沉降實(shí)驗(yàn)表明：不同形貌納米Cu、Ni以0.5wt.％添加量配制潤(rùn)滑油，形貌規(guī)整的球形納米Cu的分散性最佳，類球形的納米Cu、Ni分散效果次之，形貌不規(guī)則的Cu和針狀納米Ni的分散效果稍差。

6、>　　 (5)用UMT-Ⅱ摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)對(duì)所配制的油樣進(jìn)行抗磨、減摩性能的測(cè)試。結(jié)果表明：形貌規(guī)整的球形納米Cu的減摩性能最佳，摩擦系數(shù)降低了45.16％，磨損量降低了72.09％。分析表明形貌規(guī)整的球形納米粒子在摩擦表面起到了“球軸承”的作用，形貌不規(guī)則的納米粒子在摩擦表面僅起到了吸附、沉積的作用，幾乎不存在“球軸承”效果，其抗磨、減摩性能次之。
　　 (6)通過(guò)四球摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)對(duì)球形納米Cu、Ni及Cu/Ni混合粉體進(jìn)行