納米煙炱顆粒作為潤(rùn)滑油添加劑的摩擦學(xué)性能研究.pdf

1、煙炱是燃燒不充分的產(chǎn)物，進(jìn)入潤(rùn)滑油后會(huì)對(duì)潤(rùn)滑油使用性能產(chǎn)生重要影響，進(jìn)入空氣中則對(duì)空氣造成嚴(yán)重污染。前人的大量研究指出，煙炱會(huì)對(duì)機(jī)械零部件尤其是發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部造成嚴(yán)重?fù)p傷。近年來，隨著對(duì)碳基納米顆粒的深入研究，許多研究結(jié)果顯示，碳基納米顆粒在一定條件下能夠起到較好的潤(rùn)滑和減磨抗磨性能。另外，表面處理技術(shù)也在近幾年被廣泛應(yīng)用，如離子滲氮、織構(gòu)等能夠顯著提高材料的減摩抗磨能力，減小材料損失。
　　本研究選用UTM-2摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)，按照球

2、-面往復(fù)運(yùn)動(dòng)的摩擦方式，在合金鑄鐵平板材質(zhì)上，探討納米煙炱顆粒作為潤(rùn)滑油添加劑的摩擦學(xué)性能。首先，采用AFM、TEM、XRD、FT-IR、Raman、Nano-ZS90和分散實(shí)驗(yàn)，對(duì)三種納米煙炱顆粒Soot A（裝載機(jī)煙炱）、Soot B（水泥罐車煙炱）、Soot C（推土機(jī)煙炱）進(jìn)行詳細(xì)表征。其次，借助OM、SEM、Nano Map-D、EDX、Raman、硬度儀等設(shè)備分析納米煙炱顆粒作為PAO4基礎(chǔ)油添加劑的減磨特性和作用機(jī)理。本文

3、主要設(shè)計(jì)三組實(shí)驗(yàn):①考察三種納米煙炱顆粒作為PAO4基礎(chǔ)油添加劑（0.01wt％）在不同溫度(25℃，100℃，175℃)條件下的摩擦學(xué)性能;②探討100℃時(shí)在PAO4基礎(chǔ)油中添加不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)Soot A添加劑對(duì)潤(rùn)滑油摩擦磨損性能的影響;③研究含Soot A添加劑(0.01wt％)的潤(rùn)滑油在不同表面（離子滲氮、織構(gòu)、織構(gòu)+離子滲氮）上的摩擦學(xué)性能。通過以上研究，得到如下結(jié)論:
　　1:通過對(duì)納米煙炱顆粒進(jìn)行詳細(xì)表征，結(jié)果表明其形貌

4、呈現(xiàn)球形或橢球形，均為納米顆粒，粒徑大小在10-70nm。其中，Soot A粒徑更小且分布均勻，結(jié)晶度更好，結(jié)構(gòu)更加完整。分散實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，Span-80分散劑可以使三種納米煙炱顆粒均勻穩(wěn)定地分散在PAO4基礎(chǔ)油中，且SootA分散效果最好。
　　2:在PAO4基礎(chǔ)油中添加0.01wt％納米煙炱顆粒后，潤(rùn)滑油表現(xiàn)出較好地抗磨減磨效果，100℃、175℃條件下磨損率分別降低65％和80％左右;機(jī)理分析表明，含納米煙炱添加劑潤(rùn)滑條件下

5、，摩擦副表面會(huì)形成一層磁鐵-石墨復(fù)合膜，起到保護(hù)基材的作用;同時(shí)，納米煙炱顆粒在摩擦副之間可能存在滾動(dòng)、滑動(dòng)以及滾動(dòng)-滑動(dòng)復(fù)合運(yùn)動(dòng)，起到滾珠作用;此外，納米煙炱顆粒在摩擦副間能形成滑動(dòng)體系，從而達(dá)到抗磨減磨效果。
　　3:濃度實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在PAO4基礎(chǔ)油中添加不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的納米煙炱添加劑后，潤(rùn)滑油均表現(xiàn)出較好的減磨抗磨特性，添加0.01 wt％納米煙炱顆粒后減磨抗磨效果最好。
　　4:在PAO4潤(rùn)滑條件下，樣品經(jīng)過離子滲氮

6、、織構(gòu)（面積率:19.6％、22.1％、44.2％)、織構(gòu)+離子滲氮技術(shù)處理后，均表現(xiàn)出較好的減磨抗磨性能，其中織構(gòu)+離子滲氮效果更好;與PAO4潤(rùn)滑條件相比，含納米煙炱添加劑潤(rùn)滑條件下，所有樣品的磨損率均降低。
　　5:納米煙炱顆粒的粒度、濃度、分散穩(wěn)定性、表面電荷均是影響潤(rùn)滑油摩擦學(xué)性能的重要因素;不同表面處理方式（離子滲氮、織構(gòu)、織構(gòu)+離子滲氮）對(duì)試樣摩擦學(xué)特性產(chǎn)生重要影響，同時(shí)與納米煙炱添加劑共同使用會(huì)對(duì)減磨抗磨特性產(chǎn)生更