多孔氧化锰材料的制备及润滑性能的探究

发布时间：2017-06-08 02:16

  本文关键词：多孔氧化锰材料的制备及润滑性能的探究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文采用水热法,对层状(OL)和孔状(Mg-OMS-1)结构氧化锰的合成过程进行了优化,系统研究了多孔氧化锰材料的合成规律,利用XRD、TG-DSC、SEM、FT-IR等分析方法对样品的理化性质进行了表征;研究了层状结构氧化锰材料的固体润滑性质,主要研究内容和结论如下:1、在KOH-Mn2+-H2O2体系中,采用水热法直接合成出了层状(K-OL)结构氧化锰。研究结果表明,在晶化之前搅拌时间的长短直接影响K-OL相的纯度。如果不搅拌或者搅拌时间太短,则产物是K-OL和Mn3O4的混合相;搅拌时间到达6 h后,产物是K-OL纯相。K-OL相合成最佳摩尔比(KOH:H2O2:MnAc2=12:10:1),晶化温度150℃,晶化时间48 h。2、在NaOH-Mn2+-H2O2体系中,参照K-OL相的合成,采用水热法直接合成出了层状(Na-OL)结构氧化锰,搅拌时间固定为6 h。研究结果表明,Na-OL相合成最佳摩尔比(NaOH:H2O2:MnAc2=20:10:1),晶化温度150℃,晶化时间48 h。3、在LiOH-Mn2+-H2O2体系中,参照K-OL相的合成,采用水热法直接合成出了层状(Li-OL)结构氧化锰,搅拌时间固定为6 h。研究结果表明,Li-OL相最优合成条件:摩尔比(LiOH:H2O2:MnAc2=3:7:1),晶化温度50℃,晶化时间48 h。4、研究了在液体石蜡中添加不同相同浓度Li-OL/Na-OL/K-OL(0.5 wt.%、1.0 wt.%、1.5 wt.%、2.0 wt.%)后的摩擦学性质变化,通过对比发现,当K-OL添加量为1.0 wt.%时,PB值由基础油的431 N提高至510 N,承载力提高了。当添加1.0 wt.%的Na-OL时,WSD值由基础油的0.62 mm降为0.48 mm,具有抗磨效果。5、研究了在基础油PEG200中添加相同浓度Li-OL/Na-OL/K-OL(1.0wt.%)后的摩擦学性能变化,通过对比发现,三种油品的承载力PB值与基础油PEG200一致,均为549 N,对基础油的承载力没有改善;添加Na-OL/K-OL后,磨斑直径减小,起到了抗磨效果;添加Li-OL后,油品的摩擦系数明显降低,说明在减摩方面有所改善。另外,研究了在锂基脂中添加相同浓度Li-OL/Na-OL/K-OL(3.0 wt.%)的润滑性能数据,通过对比发现,添加三种材料之后,锂基脂的承载力PB值均有所提高,其中Na-OL的承载力PB值由353 N提高至549 N;Li-OL和Na-OL可以提高锂基脂的烧结负荷,PD值由1235 N分别提高至1568 N、1568 N。6、以掺杂Mg2+(nMn2+/nMg2+=15:1)的K-OL相为前驱体,在Mg(NO3)2溶液中水热环境下,研究了K-OL相到Mg-OMS-1相的转化条件,其中水热温度对相的转化有重要影响,如果温度低于220℃,将不能实现K-OL相到Mg-OMS-1相的转化。
【关键词】：多孔氧化锰 水热合成法 层状结构 摩擦学性能
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ137.12
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-13
• 第一章 文献综述13-27
• 1.1 引言13
• 1.2 多孔氧化锰材料的研究进展13-18
• 1.2.1 T[m×n] 型孔道结构的多孔氧化锰材料14-16
• 1.2.2 L[m×n] 二维层状结构的多孔氧化锰材料16-17
• 1.2.3 N[m×n] 三维网格结构的多孔氧化锰材料17-18
• 1.3 多孔氧化锰材料的合成方法及其影响因素18-22
• 1.3.1 高温固相法19
• 1.3.2 溶胶— —凝胶法19-20
• 1.3.3 水热合成法20-22
• 1.4 多孔氧化锰材料的应用现状22-23
• 1.5 润滑添加剂简介23-24
• 1.6 选题背景及研究内容24-27
• 第二章 实验部分27-33
• 2.1 实验试剂及仪器27-28
• 2.1.1 实验原料27-28
• 2.1.2 实验仪器28
• 2.2 合成方法28-29
• 2.2.1 K-OL/Na-OL/Li-OL层状氧化锰的合成实验28-29
• 2.2.2 Mg-OMS-1 的合成实验29
• 2.3 多孔氧化锰材料的物理化学性质表征29-33
• 2.3.1 XRD表征29-30
• 2.3.2 形貌分析30
• 2.3.3 红外分析30
• 2.3.4 热重-差热分析30
• 2.3.5 比表面积及孔结构测定30
• 2.3.6 摩擦性能评价30-33
• 2.3.6.1 润滑油（脂）的制备30-31
• 2.3.6.2 四球摩擦试验测试内容31-33
• 第三章 实验结果与讨论33-71
• 3.1 层状（OL）结构锰氧化合物的合成规律及其润滑性能评价33-63
• 3.1.1 K-OL的合成规律及其润滑性能评价33-41
• 3.1.1.1 K-OL的合成规律33-36
• 3.1.1.2 形貌分析36-37
• 3.1.1.3 红外光谱分析37
• 3.1.1.4 热稳定性分析37-39
• 3.1.1.5 润滑性能评价39-41
• 3.1.2 Na-OL的合成规律及其润滑性能评价41-49
• 3.1.2.1 Na-OL的合成规律41-44
• 3.1.2.2 形貌分析44
• 3.1.2.3 红外光谱分析44-45
• 3.1.2.4 热稳定性分析45-46
• 3.1.2.5 润滑性能评价46-49
• 3.1.3 Li-OL的合成规律及其润滑性能评价49-56
• 3.1.3.1 Li-OL的合成规律49-51
• 3.1.3.2 形貌分析51
• 3.1.3.3 红外光谱分析51-52
• 3.1.3.4 热稳定性分析52-53
• 3.1.3.5 润滑性能评价53-56
• 3.1.4 Li-OL/Na-OL/K-OL三者润滑性能比较56-63
• 3.1.4.1 Li-OL/Na-OL/K-OL三者在PEG200中的对比56-60
• 3.1.4.2 Li-OL/Na-OL/K-OL三者在锂基脂中的对比60-63
• 3.2 Mg-OMS-1 的合成规律及性质表征63-71
• 3.2.1 Mg-OMS-1 的合成规律63-67
• 3.2.2 形貌分析67-68
• 3.2.3 红外光谱分析68
• 3.2.4 热稳定性分析68-69
• 3.2.5 比表面积及孔结构分析69-71
• 第四章 结论71-73
• 参考文献73-79
• 致谢79-81
• 硕士期间发表论文81

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