納米SiO-,2--ZrO-,2-作為潤(rùn)滑添加劑抗磨減摩性能研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著納米科技的快速發(fā)展，納米材料作為潤(rùn)滑添加劑已經(jīng)顯示傳統(tǒng)固體潤(rùn)滑添加劑無(wú)法相比的優(yōu)越性，極有希望成為一類(lèi)新型潤(rùn)滑材料，并能解決目前邊界潤(rùn)滑技術(shù)中存在的難題，特別是從低溫到高溫的連續(xù)潤(rùn)滑問(wèn)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(duì)于材料表面的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)是非常敏感的。有機(jī)-無(wú)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(rùn)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?xún)?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(rùn)滑油添加劑，可以更好的降低機(jī)件摩擦、減少磨損、延長(zhǎng)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(rùn)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(rùn)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(guó)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(duì)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(duì)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?jī)?nèi)容如下：
　　 1、SiO2/ZrO2復(fù)合納米粉體制備：通過(guò)正交試驗(yàn)考察鋯鹽的選取、SiO2/ZrO2的摩爾比和水熱溫度對(duì)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(duì)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(duì)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(wú)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(lèi)，改性劑的用量，pH值對(duì)改性效果的影響。通過(guò)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(duì)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(lèi)，改性劑的用量，改性pH值對(duì)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(guò)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(lèi)，改性劑的用量對(duì)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(duì)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(cè)定SiO2/ZrO2復(fù)合納米顆粒作為潤(rùn)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