親油性納米銅粉的制備及原位合成納米銅潤(rùn)滑油性能研究.pdf

1、納米材料具有特殊的物理和化學(xué)性質(zhì)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。納米銅粉添加劑潤(rùn)滑油可以大幅度提高高速運(yùn)轉(zhuǎn)部件的耐磨性能。但納米銅粉極易發(fā)生團(tuán)聚，使得納米材料的應(yīng)用受到極大的限制。因此，在制備納米銅潤(rùn)滑油的過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)納米銅粉的有效分散有著重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。
　　本文利用課題組自行研制的油幕噴淋循環(huán)電爆裝置原位合成納米銅潤(rùn)滑油，同時(shí)在基礎(chǔ)油中添加不同濃度的丁二酸二異辛酯來(lái)提高納米銅顆粒的分散性。采用X射線衍射分析儀（XRD）、透射電

2、鏡（TEM）表征納米銅粉的成分和形貌特征。研究結(jié)果表明，納米銅粉形態(tài)為球形或類(lèi)似球形，粒徑范圍主要分布在10~20nm。通過(guò)靜置沉降法及紫外-可見(jiàn)分光光度計(jì)（UV-Vis）檢測(cè)吸光度法，表征納米銅潤(rùn)滑油的分散穩(wěn)定性能，并確定出最優(yōu)的分散劑濃度。當(dāng)分散劑的濃度為3％時(shí)，納米銅粉在基礎(chǔ)油中的沉降率為最小，吸光度值最大，即分散穩(wěn)定性能最好。采用S RV-4微動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)對(duì)不同分散劑濃度下的納米銅潤(rùn)滑油進(jìn)行摩擦磨損實(shí)驗(yàn)，分別檢測(cè)摩擦系數(shù)和磨

3、斑直徑，并對(duì)盤(pán)基體磨痕形貌在SEM下觀察，從而綜合分析評(píng)價(jià)該潤(rùn)滑油的減摩性能。結(jié)果表明，當(dāng)分散劑濃度為3%時(shí)，在該潤(rùn)滑油下的摩擦系數(shù)和磨斑直徑都最小，摩擦系數(shù)比基礎(chǔ)油的減少了47.3%，磨斑直徑比基礎(chǔ)油的減少了31.6%，基體磨痕形貌較輕微磨損。另外，在最佳分散劑濃度下，改變納米銅粉的添加量進(jìn)行摩擦磨損實(shí)驗(yàn)，確定出了減摩效果最優(yōu)情況下的銅粉添加量（0.3mg/ml），此時(shí)，摩擦系數(shù)比基礎(chǔ)油的減少了54%，磨斑直徑減少了37%。
　

4、　最后，結(jié)合納米銅粉添加劑的分散性及磨痕表面元素分布（EDS），分析了納米銅潤(rùn)滑油的減摩機(jī)理。結(jié)果表明：Cu元素沉積在磨痕表面，且分布均勻，無(wú)明顯偏析聚集現(xiàn)象，這說(shuō)明原位合成納米銅潤(rùn)滑油中的納米銅粉已完全浸潤(rùn)并均勻分散其中。由于制備的納米銅粉粒徑小，基本呈球形狀，一方面在摩擦副表面自由滾動(dòng)，支承載荷，提高了潤(rùn)滑油的摩擦學(xué)性能；另一方面，納米銅顆粒的熔點(diǎn)很低，延展性又好，并且Cu和Fe的原子半徑非常接近因此在摩擦接觸區(qū)的高溫下熔融鋪展形成