抗磨抗极压纳米润滑油添加剂的研究

发布时间：2020-05-12 18:34

【摘要】：润滑油添加剂已经被广泛的应用于各种润滑油中，它们起到了减小摩擦，降低磨损，，对磨损部位进行修复等功能。近年来，纳米材料的出现为润滑油添加剂的发展提供了一个新的选择。纳米粒子具有小尺寸效应、量子尺寸效应、表面效应与宏观量子隧道效应等，从而表现出一系列特殊的物理化学性质。与此同时，国内外学者通过对纳米材料的摩擦学特性的研究发现，纳米颗粒分散于润滑油后，可以明显的提高润滑油的抗磨减摩性能，并具有很多传统润滑油添加剂不可比拟的优良性能。对纳米颗粒的减摩抗磨机理，大多数研究者认为，纳米颗粒在摩擦副间起到了“第三体”的作用，另一些研究者提出，纳米球形颗粒在摩擦表面间存在微滚动作用，变滑动摩擦为滚动摩擦，减小摩擦。随着试验研究的进一步深入，更多的研究者发现，纳米颗粒可以沉积到摩擦表面的磨损部位，使摩擦表面得到修补。然而，到目前为止，纳米颗粒减摩抗磨以及修复作用的机理仍没有得到系统的研究。 本文旨在深入研究纳米润滑油添加剂的摩擦学性能及其减摩抗磨机理。在参阅了大量文献的基础上，作者在摩擦磨损试验机上分别对添加有纳米铜、铝、三氧化二铝颗粒的润滑油进行摩擦学性能的试验研究。通过对磨痕表面的SEM(扫描电子显微镜)和TEM(扫描隧道显微镜)观察与分析，以及对摩擦表面的EDS(能量色散谱仪)分析，认为其抗磨减摩机理为：纳米粒子在接触区形成易剪切的薄膜，保护金属摩擦表面；其中的纳米金属颗粒在摩擦热的作用下，发生局部熔化后粘着在摩擦表面，起到良好的修复作用；纳米Al_2O_3微粒在摩擦副间可以变滑动摩擦为滚动摩擦，起支撑负荷的“滚子轴承”作用而提高了润滑油的承载能力。 根据三种纳米粒子的摩擦学试验得出的一些特性参数，以及考虑到试验的经济性，作者还利用摩擦磨损试验机对含有混合纳米铜粉、铝粉和三氧化二铝粉的润滑油进行减摩性能试验，得出了在混合粒子中，纳米铜粒子、铝粒子和三氧化二铝粒子的最佳配比。结果表明：纳米铜粉、铝粉和三氧化二铝粉的混合粒子作为润滑油添加剂可以显著提高SD40基础油的减摩性能。在混合粒子中，Cu粒子的添加量虽然不大，但其作用却不容忽视，在添加Cu粒子的时候，摩擦力明显减小。
【图文】：

图3一5磨痕表面形貌SEM照片Fig3一5sEMphotosofthewearsearsurafce图3一5()a为采用sD40基础油润滑的试块在载荷为500N，转速Zoo/rmni下的磨痕表面形貌。由图可见，基础油润滑的试块处于此载荷阶段时，摩擦表面油膜破裂，两摩擦对偶面金属直接接触，发生严重磨损，摩擦表面存在明显的划痕，数量多而且深，边缘锐利，而且摩擦表面有少量粘着磨损产生的剥蚀存在。图3一5(b)(c)(d)是在基础油中添加1.5%的A12O3，C，uAI粒子润滑的试块磨痕表面形貌的SEM照片。从图3一5(b)和图3一5()c中可以看到，与图3一5()a相比

(a)Baseoil(b)Base011+1.5%A12O3(e)Base011+1.5%Cu图3一6磨痕表面形貌(d)Base011+1.5%AISTM照片Fig3一6STMPhotosofhtewearscarsurafce图3一6(a)是在基础油润滑的情况下磨痕的STM形貌，可以看到表面上分
【学位授予单位】：大连交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2005
【分类号】：TB383.1;TH117.22


本文编号：2660656