納米SiO-,2--ZrO-,2-作為潤滑添加劑抗磨減摩性能研究.pdf

1、近年來，隨著納米科技的快速發(fā)展，納米材料作為潤滑添加劑已經(jīng)顯示傳統(tǒng)固體潤滑添加劑無法相比的優(yōu)越性，極有希望成為一類新型潤滑材料，并能解決目前邊界潤滑技術(shù)中存在的難題，特別是從低溫到高溫的連續(xù)潤滑問題。因此，納米材料的摩擦學(xué)性能及應(yīng)用需要做更多研究。迄今為止，關(guān)于納米材料摩擦性能的研究主要集中在納米材料的表面處理。這是因?yàn)槟Σ梁湍p對于材料表面的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)是非常敏感的。有機(jī)-無機(jī)復(fù)合納米顆粒的制備在科學(xué)界和工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域引起了廣泛的關(guān)注，納

2、米材料作為潤滑添加劑的研究也成為了研究的熱點(diǎn)。
　　 SiO2/ZrO2復(fù)合納米粉體由于納米ZrO2與SiO2的加和、協(xié)同等效應(yīng)，其抗磨性和極壓性優(yōu)于其它納米添加劑。將改性后的SiO2/ZrO2復(fù)合納米粉體作為新型的納米潤滑油添加劑，可以更好的降低機(jī)件摩擦、減少磨損、延長機(jī)械壽命，具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和應(yīng)用價(jià)值。
　　 SiO2/ZrO2復(fù)合納米粉體作為潤滑添加劑的推廣應(yīng)用，可以有效降低能耗、減少溫室氣體的排放，起到節(jié)能和

3、環(huán)保的雙重作用，屬在可持續(xù)發(fā)展理念指導(dǎo)下低碳經(jīng)濟(jì)研究領(lǐng)域。發(fā)展新型納米潤滑添加劑，一方面是積極承擔(dān)環(huán)境保護(hù)責(zé)任，完成國家節(jié)能降耗指標(biāo)的要求；另一方面是調(diào)整經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，提高能源利用率，發(fā)展新興工業(yè)，建設(shè)生態(tài)文明、實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源環(huán)境保護(hù)雙贏的必然選擇。
　　 為了對復(fù)合納米粉體的減摩抗磨機(jī)理做深入的研究，采用水熱法制備出SiO2/ZO2復(fù)合納米粉體，并對其表面進(jìn)行接枝改性和原位改性進(jìn)行了研究，希望實(shí)現(xiàn)SiO2/ZO2復(fù)合納米顆粒表

4、面由親水性到親油性的轉(zhuǎn)變，改善其在基礎(chǔ)油中的分散性和懸浮性。其主要研究內(nèi)容如下：
　　 1、SiO2/ZrO2復(fù)合納米粉體制備：通過正交試驗(yàn)考察鋯鹽的選取、SiO2/ZrO2的摩爾比和水熱溫度對納米顆粒平均粒徑的影響，得到最佳工藝參數(shù)：鋯鹽選取醋酸氧鋯，SiO2/ZrO2的摩爾比為1:1，水熱溫度為200℃。并進(jìn)一步研究了煅燒處理和水熱處理粉體前軀體工藝對顆粒分散性的影響。采用透射電子顯微鏡、激光粒度分析儀、掃描電子顯微鏡，Ze

5、ta電位計(jì)對SiO2/ZrO2復(fù)合納米粉體進(jìn)行表征。結(jié)果表明：水熱處理制得的SiO2/Zr O2復(fù)合納米顆粒表面存在羥基，平均粒徑為55nm，分散性較好，形貌近似球形，晶型結(jié)構(gòu)為無定形態(tài)。
　　 2、SiO2/ZrO2復(fù)合納米粉體的改性：考察改性劑的種類，改性劑的用量，pH值對改性效果的影響。通過油溶性試驗(yàn)、透射電子顯微鏡、紅外光譜分析儀、STA409EP綜合熱分析儀、Zeta電位計(jì)對改性后的粉體進(jìn)行表征。表面接枝改性試驗(yàn)中，改

6、性劑的種類，改性劑的用量，改性pH值對SiO2/ZrO2復(fù)合納米粉體改性效果的影響。結(jié)果表明：改性劑為KH560，用量0.5wt％，改性pH值為3時(shí)改性效果最佳。通過表面接枝改性，基本實(shí)現(xiàn)了SiO2/ZO2復(fù)合納米粉由親水性向親油性的轉(zhuǎn)變。原位改性試驗(yàn)中.，考察鋯鹽的選取，SiO2/ZO2的摩爾比，改性劑的種類，改性劑的用量對SiO2/ZrO復(fù)合納米粉體改性效果的影響，采用與表面接枝改性相同的手段對粉體進(jìn)行表征。結(jié)果表明，原位改性法有效

7、地控制了納米顆粒的團(tuán)聚。以醋酸氧鋯為原料，采用0.3wt％的KH560為表面活性劑制得摩爾比為1:2的SiO2/ZrO2復(fù)合納米粉體的油溶性最佳，分散性最好。
　　 3、SiO2/ZrO2復(fù)合納米粉體的摩擦學(xué)性能：利用MMU-10G型摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)測定SiO2/ZrO2復(fù)合納米顆粒作為潤滑油添加劑的摩擦磨損性能。結(jié)果表明：四球摩擦磨損試驗(yàn)中，含0.1wt％KH560改性后的SiO2/ZrO2復(fù)合納米顆粒添加劑的20＃機(jī)械油產(chǎn)生的