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)用于各種潤滑油中，能有效改善潤滑油抗磨、減摩等各方面的性能。近年來，納米材料的出現(xiàn)為潤滑油添加劑的發(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滑油中的抗磨、減摩性能也會有著較大的不同。但是，對于不同形貌納米顆粒的制備及其作為潤滑油添加劑的抗磨、減摩機理尚需進(jìn)行進(jìn)一步的研究。
　　 本論文綜合分析了近年來國內(nèi)外納米金屬的制備方法

2、，篩選出設(shè)備需求簡單，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表征并獲得了不同形貌納米Cu、Ni在無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滑油中(長城汽油機油SF15W/40)，通過沉降實

3、驗觀察不同形貌納米粒子在潤滑油中的分散穩(wěn)定性；利用UMT-Ⅱ摩擦磨損實驗機和四球摩擦磨損實驗機對添加有不同形貌納米金屬的潤滑油進(jìn)行摩擦磨損性能測試，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、形貌對潤滑油摩擦學(xué)性能的改善規(guī)律性；通過M-2000摩擦磨損實驗機考察油溫對添加有納米金屬的潤滑油減摩性能的影響，并分析探索了納米金屬作為潤滑油添加劑的抗磨、減摩機理，實驗結(jié)果表明：
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4、1)利用液相化學(xué)還原法，結(jié)合均相界面生長法，在修飾劑吐溫-85(Tween-85)作用下，通過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)合均相界面生長法，在修飾劑Tween-85作用下，通過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)在分散實驗中，利用陰離子表面活性劑油酸對制備的納米Cu、Ni進(jìn)行修飾，并將其分散到無水乙醇中。Cu的最佳分散工藝：2wt.％油酸，超聲時間15min；Ni的最佳分散工藝：2wt.％油酸，超聲時間10min。
　　 (4)潤滑油的靜置沉降實驗表明：不同形貌納米Cu、Ni以0.5wt.％添加量配制潤滑油，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摩擦磨損實驗機對所配制的油樣進(jìn)行抗磨、減摩性能的測試。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)通過四球摩擦磨損實驗機對球形納米Cu、Ni及Cu/Ni混合粉體進(jìn)行