納米二氧化鈰、鐵粒子組合物用作潤滑油添加劑的摩擦學(xué)性能和機理研究.pdf

1、隨著工業(yè)社會的高速發(fā)展，潤滑油及其添加劑的市場需求不斷增加，對潤滑油的性能要求也越來越高。常規(guī)數(shù)量級的無機粒子由于在潤滑油中的分散性能差，缺少實際應(yīng)用價值。普通的油溶性抗磨減摩添加劑雖然在一定程度上能提高油品的承載能力和極壓性能，但在使用中對環(huán)境有一定的污染。近年來，納米材料的應(yīng)用為潤滑油添加劑提供了一個新的選擇。本文采用在潤滑油中加入納米二氧化鈰和納米鐵組合物作為潤滑油添加劑并對納米二氧化鈰、納米鐵粒子進行了表征，對含納米粒子組合物的

2、潤滑油摩擦學(xué)性能以及抗磨、減摩機理進行了研究，得出的主要結(jié)論如下： 1、采用透射電子顯微鏡(TEM)觀察其形貌和測定粒徑大小，測定結(jié)果為：納米二氧化鈰與納米鐵粒子均呈球狀，粒徑分別為10.4和45nm左右。 2、通過在磨損試驗機上對納米二氧化鈰和納米鐵粒子組合物潤滑油添加劑的摩擦學(xué)特性進行研究，結(jié)果表明：這兩種粒子作為潤滑油添加劑韻關(guān)鍵是納米微粒的分散性和穩(wěn)定性，只有納米微粒均勻分散與穩(wěn)定存在時，才能起到好的耐磨、減摩作

3、用。 3、納米二氧化鈰、鐵組合粒子的最佳的添加量為：Wt<,CeO2>％：Wt<,FC>％=1：1，Wt<,(CeO2+Fe)>％=0.6％左右。 4、通過分析研究，對納米二氧化鈰和納米鐵組合物粒子的摩擦學(xué)機理進行了研究，探討了納米二氧化鈰、鐵粒子的復(fù)合協(xié)同抗磨減摩機理，提出了自己的觀點： (1)“微拋光”機理：納米粒子加入潤滑油中，當設(shè)備剛開始運行時，納米粒子微粒在摩擦界面力作用下，對表面粗糙峰或微凸體實現(xiàn)“微

4、拋光”作用，使摩擦表面接觸趨于平穩(wěn)，降低摩擦過程中的摩擦系數(shù)與磨損量。 (2)納米二氧化鈰和納米鐵在摩擦副之間起的作用各異，其中納米二氧化鈰可能類似于“微滾珠”起到承載的作用，而納米鐵則屬于金屬微粒，易被擠壓成微薄片狀，從而分隔摩擦面的直接接觸，起到減摩和支承作用，同時還可能起到填充修復(fù)的作用。 (3)納米二氧化鈰和納米鐵粒子必須在具有合適的配比的情況下，才能協(xié)同起到抗磨減摩作用。在納米二氧化鈰多，鐵粒子少時，主要是“微

5、拋光”、“微滾珠”的作用為主。在納米二氧化鈰少，鐵粒子多時，主要是“填充修復(fù)”作用為主。上述兩種情況都不能充分發(fā)揮各自作用以及協(xié)同效應(yīng)。在本研究中納米二氧化鈰與鐵粒子配比為1：1時，形成納米二氧化鈰粒子在被納米鐵粒子填平修復(fù)的表面上起到“微滾珠”的作用，充分發(fā)揮了抗磨、減摩協(xié)同效應(yīng)。 總之，本課題所做工作是對納米組合物粒子作為潤滑油添加劑性能研究領(lǐng)域的探索性工作，是上海市教委科技項目“納米潤滑油添加劑產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)研究”(