BN-C-硅油高溫潤滑復(fù)合膠體制備及其性能研究.pdf

1、基于固體潤滑材料的物化特性和鍵能理論以及硅油的高溫穩(wěn)定性創(chuàng)新出的BN-C-硅油復(fù)合膠體，拓寬了多元潤滑體復(fù)合理論和硅油的工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域。 本文在回顧膠體科學(xué)發(fā)展概況的同時，綜述了膠體中分散相超微/納米顆粒的復(fù)合方法及其在潤滑領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀。在此基礎(chǔ)上，提出了高溫超微/納米膠體潤滑新概念，并以硅油為基，包覆BN-C固體潤滑劑制備出高溫潤滑復(fù)合膠體。 基于BN和C具有相似的物化特性、晶體結(jié)構(gòu)和潤滑互補(bǔ)特性，本文探討了兩者之間的

2、復(fù)合匹配性，并根據(jù)固體與分子經(jīng)驗電子理論(EET)對BN及BN-C復(fù)合物的價電子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析。研究表明：BN-C復(fù)合物的層間鍵能(0.25673374 kJ/mol)小于BN的層間鍵能(0.33129492kJ/mol)，如果兩者復(fù)合，其復(fù)合物的層間滑移更為容易，可獲得低摩擦系數(shù)的復(fù)合固體潤滑顆粒。 為了實現(xiàn)超微/納米BN-C顆粒的復(fù)合，本文對行星式高能球磨機(jī)進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計，增加了偏心機(jī)構(gòu)，從而提高了碰撞能量。通過對該高能球磨

3、機(jī)球磨過程中磨球的動力學(xué)和運(yùn)動學(xué)分析，研究了被研磨顆粒的受力、變形以及其研磨效率，得出研磨效率與公轉(zhuǎn)速度、公轉(zhuǎn)/自轉(zhuǎn)比例系數(shù)、偏心距和磨球直徑等之間的關(guān)系，為超微/納米膠粒的制備工藝參數(shù)的設(shè)定提供了依據(jù)。 為了提高BN-C超微/納米膠粒的分散穩(wěn)定性，使其能穩(wěn)定地懸浮于硅油中，本文基于膠體理論，加入非離子性表面活性劑，探討了其組分和配方及其對BN-C超微/納米膠粒的修飾和包覆。建立了膠粒尺寸與其沉降速度的關(guān)系模型，模擬得出當(dāng)BN-

4、C膠粒的粒徑小于284.7nm時，該復(fù)合膠粒可以穩(wěn)定懸浮于硅油中，為BN-C-硅油復(fù)合膠體的制備和分散穩(wěn)定性提供了重要理論依據(jù)。 文中采用SEM和EDS分析了超微/納米膠粒的粒度分布狀況和組成元素。并通過FTIR和XPS對復(fù)合膠粒所含元素的成鍵狀態(tài)進(jìn)行了分析研究，發(fā)現(xiàn)采用文中所述的制備工藝可使BN-C形成B、C、N三種元素原子級結(jié)合的化合物。XRD對復(fù)合膠粒的結(jié)晶狀態(tài)分析說明形成的新化合物為與h-BN晶體結(jié)構(gòu)相似的六方化合物。結(jié)