纳米添加剂润滑作用机理及其在水基润滑剂中的应用

发布时间：2020-11-03 04:58

　　 简要介绍了纳米添加剂的主要分类、性能特点及存在的问题,分析了纳米添加剂在润滑过程中发挥作用的机理,提出了纳米添加剂在水基润滑剂中的应用及未来的主要发展方向。
【部分图文】：

常用的硫化物纳米添加剂主要是WS2、Mo S2、Cu S等。它们通常具有与石墨烯相似的二维层状结构，不同层之间通过范德华力吸引，Mo S2纳米添加剂的结构如图1所示。硫化物纳米添加剂具有较优异的耐酸蚀性，热稳定性，在恶劣条件下具有较高的承载能力。然而，这类纳米添加剂易发生团聚，要在水基润滑剂中应用硫化物纳米添加剂，必须解决其在潮湿或氧气等环境中的团聚问题。2.2 碳基纳米添加剂

碳基纳米添加剂包括很多种，如金刚石、石墨烯、氧化石墨烯、碳纳米管、富勒烯等，不同的碳基纳米添加剂具有不同的结构，石墨烯为层状结构，不同层之间通过范德华力相互吸引，如图2所示。氧化石墨烯在石墨烯的表面及边缘上引入了大量的含氧基团，更有利于其在水溶液中分散；碳纳米管主要由呈六边形排列的碳原子构成的同轴圆管；富勒烯通常为球型、椭球型、柱型或管状的中空分子。碳基纳米添加剂在低温条件下都具有较稳定的化学性质和较好的机械性能[17]。然而，在高温条件下碳基纳米添加剂可能发生氧化变质，同时它们在水中的分散性也较差。2.3 软金属纳米添加剂

软金属类纳米添加剂主要是元素周期表中1B族的元素，如Au、Ag、Cu、Zn、Pb等。它们通常具有较好的延伸性能，较低的剪切应力和较低的熔点，不但可以作为摩擦改进剂提高滑动接触条件下的抗磨、减摩性能，还具有一定的修复作用，能够改善摩擦副的表面粗糙度。然而，它们在水溶液中的分散能力较差，因此通常采用表面活性剂对其进行修饰，使它们能够较均匀地分散在水溶液中，如图3所示。由于软金属质地较软，在使用过程中还要解决如何防止它们从摩擦副中挤出的问题，尤其是在较高载荷下的应用。2.4 金属氧化物纳米添加剂
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