油基納米氧化鋅流體摩擦學(xué)性能的研究.pdf

1、納米材料優(yōu)良奇特的結(jié)構(gòu)與性能使得該類物質(zhì)在實(shí)際生產(chǎn)生活中具有良好的應(yīng)用前景。納米流體的概念一經(jīng)提出引起了人們廣泛關(guān)注，研究發(fā)現(xiàn)納米流體除了具有良好的導(dǎo)熱性能之外還具有優(yōu)異的抗磨減摩性能。與一般材料相比，將納米材料添加到潤滑體系中，納米顆粒在摩擦磨損實(shí)驗(yàn)中容易吸附在摩擦副表面，逐漸滲透到該表面沉積形成一層減摩自潤滑膜，另外，這些顆粒又以類軸承的作用方式使摩擦副由滑動摩擦變?yōu)闈L動摩擦，進(jìn)而達(dá)到減小摩擦系數(shù)、降低磨損程度的效果。然而納米顆粒又

2、由于這些獨(dú)特的性質(zhì)，微小顆粒在流體中極易團(tuán)聚成大尺寸團(tuán)簇體，導(dǎo)致納米顆粒在基液中分布不均勻、難以穩(wěn)定存在，如何成功研制出在長期時(shí)間內(nèi)分散均勻、穩(wěn)定存在的納米流體是能否開展下一步實(shí)驗(yàn)研究的前提。
　　本文選擇油酸分散劑對納米氧化鋅顆粒進(jìn)行了表面修飾處理，并對該物質(zhì)的修飾效果和作用機(jī)理進(jìn)行了研究探討，將改性之后不同濃度的納米顆粒通過機(jī)械攪拌和超聲波分散的方法添加到各自的潤滑體系中，首先對納米顆粒在流體中的分散穩(wěn)定性能進(jìn)行了分析，接著對

3、不同濃度的納米流體進(jìn)行了摩擦磨損實(shí)驗(yàn)，系統(tǒng)地分析了分散劑濃度、納米顆粒添加劑濃度以及載荷對納米流體摩擦學(xué)性能的影響。
　　首先分析了納米顆粒在液體環(huán)境中的分散穩(wěn)定性能。對改性前后的納米顆粒進(jìn)行了紅外檢測。結(jié)果表明，經(jīng)過改性之后的納米顆粒表面羥基峰和油酸羧基峰消失，而在波數(shù)1467和1567處出現(xiàn)了羧酸鹽的峰，這說明油酸表面活性劑對納米氧化鋅顆粒改性作用機(jī)理并不是簡單物理包裹、吸附，而是兩者之間發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)形成了新的化學(xué)鍵，提高了

4、油酸對納米顆粒的修飾效果。利用透射電子顯微鏡檢測了納米顆粒在流體中的分布形態(tài)，結(jié)果表明在該液體環(huán)境中納米顆粒分散比較均勻，未出現(xiàn)團(tuán)聚現(xiàn)象。從宏觀上觀察靜置一段時(shí)間后納米流體沒有出現(xiàn)分層現(xiàn)象，這說明利用以上實(shí)驗(yàn)方法制備的納米流體具有良好的分散穩(wěn)定性能。
　　利用UNMT-1微納米力學(xué)綜合測試系統(tǒng)和MM-W1B立式萬能摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)對不同濃度納米流體進(jìn)行了摩擦學(xué)性能測試，利用掃描電子顯微鏡SEM、激光共聚焦、VECCO三維表面輪廓儀等