表面接枝改性纳米金刚石摩擦学性能及其机理

发布时间：2023-04-07 04:49

　　摩擦磨损是机械设备能源消耗和机械零件失效的主要原因之一,因此探究润滑机理是十分必要的。目前润滑剂可以分为润滑油、润滑脂、固体润滑剂和水基润滑剂,其中水基润滑剂由于冷却性能好、廉价易得且环保,被认为是有价值的润滑剂。本文受贻贝可以牢固黏附在岩石上与关节软骨的超润滑的启发,选择与贻贝足丝成分相似的多巴胺与和关节软骨结构相似的2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸胆碱(MPC)为主要材料,分别用先聚合再修饰和直接修饰的方法对纳米金刚石粉进行表面接枝改性。核磁共振H谱、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱和热重分析等表征表明DMA-MPC成功地修饰到ND表面上。使用UMT3摩擦磨损试验仪进行摩擦学实验,摩擦学实验结果表明:(1)本文首先采用先聚合再修饰方法对ND进行表面修饰改性。先合成两性离子共聚物DMA-MPC,再将其整体包覆到ND表面上。在润滑剂中添加纳米颗粒可以显著减小对磨球和对磨盘的磨损。这可归因于纳米颗粒的滚动效应。修饰后的纳米金刚石粉摩擦系数明显降低(摩擦系数由0.028降低到0.017,降低了约40%)。这可归因于ND表面上的两性离子刷的水合润滑作用。(2)其次采用直接修饰的...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 纳米金刚石摩擦磨损性能研究现状
        1.2.1 纳米金刚石的结构与性能
        1.2.2 纳米金刚石摩擦磨损性能研究现状
    1.3 水合润滑研究现状
        1.3.1 关节软骨润滑机理
        1.3.2 水合润滑
        1.3.3 MPC研究现状
    1.4 多巴胺的吸附机理与研究现状
        1.4.1 贻贝吸附原理
        1.4.2 多巴胺研究现状
    1.5 本论文研究内容
        1.5.1 研究背景及意义
        1.5.2 研究内容
第2章 实验方法与实验设备
    2.1 技术路线
    2.2 实验材料
    2.3 样品制备
        2.3.1 Grafting to接枝改性
        2.3.2 Grafting from直接接枝改性
        2.3.3 Grafting from间接接枝改性
    2.4 分析表征
        2.4.1 X射线光电子能谱
        2.4.2 透射电子显微镜
        2.4.3 金相显微镜
        2.4.4 三维白光干涉仪
        2.4.5 傅里叶变换红外光谱
        2.4.6 热重分析
        2.4.7 核磁共振
        2.4.8 UMT3 可控环境摩擦磨损仪
第3章 Grafting to法表面接枝改性对纳米金刚石摩擦学性能的影响
    3.1 引言
    3.2 无规共聚物修饰纳米金刚石表征
        3.2.1 核磁共振分析
        3.2.2 TEM及 EDS分析
        3.2.3 红外分析
        3.2.4 热重及能谱分析
    3.3 摩擦学性能
        3.3.1 摩擦系数
        3.3.2 磨损形貌及磨损率
        3.3.3 摩擦机理
        3.3.4 摩擦机制
    3.4 本章小结
第4章 Grafting from法表面接枝改性对纳米金刚石摩擦学性能的影响
    4.1 引言
    4.2 表面接枝改性纳米金刚石表征
    4.3 摩擦学性能
        4.3.1 摩擦系数
        4.3.2 磨损形貌及磨损率
        4.3.3 摩擦磨损机制
    4.4 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
个人简历
硕士期间研究成果



本文编号：3785125