海泡石微纳米粉体制备及其摩擦性能评价

发布时间：2020-06-27 04:37

【摘要】：针对海泡石矿物存在的杂质含量高、粒径大、活性差等问题,本文开展了海泡石提纯、湿法超细研磨及超细-分散-改性技术的研究,以获得高纯度、高反应活性、在润滑油中具有良好悬浮稳定性的亚微米级海泡石粉体;针对层状硅酸盐矿物减摩机理认识不统一的问题,开展了海泡石摩擦性能、抛光性能的研究,并对比了海泡石与蛇纹石摩擦性能的差异,取得了如下成果。本文用重力沉降和离心分离的方法提纯了海泡石,提纯后海泡石含量从70%提高到98.7%,同时建立了海泡石样品定量分析的方法。研究了海泡石在油介质中的超细-分散-改性一体化工艺,制备了粒径在亚微米级的海泡石粉体。超细-改性3h和6h的海泡石,粒径从37.47μm(d97)分别减小到900nm(d97)和800nm(d97),结晶度从96%分别降至62%和44%,接触角从0°分别增大至50.5°和107.4°,海泡石亲油性增强,在润滑油中悬浮稳定性得到了极大的提高。本文探究了接触形式、添加量、转速等因素对海泡石摩擦性能的影响。环-环摩擦实验中,转速0.8m/s,海泡石添加量为1%时,平均摩擦系数0.056,平均油温26.9℃,较基础油分别减小35.3%和19.0%,减摩效果最显著。转速0.8m/s,基础油润滑下,摩擦副失重8.76mg,海泡石添加量为0.6%、1%时,摩擦副分别增重3.58mg、0.86mg;转速0.8m/s,海泡石添加量为0.2%,钢环表面粗糙度低至82.30nm,与基础油相比粗糙度降低了60.8%。四球摩擦实验中,添加0.1%超细-改性6h海泡石,与基础油相比较,摩擦系数降低9.5%,磨斑直径减小37.3%。对比了海泡石与蛇纹石摩擦性能的差异,总体规律表现为,相同添加量条件下,海泡石减摩性能不及蛇纹石,但抗磨性能更优异。本文开展了海泡石抛光性能的研究,分析了抛光后钢片表面形貌及主要化学元素组成的变化。与原始钢片相比较,抛光后钢片表面粗糙度降低70%,光泽度增大70%以上,同时钢片表面Si、Mg含量上升。在摩擦过程中,海泡石以“棱切割-面抛光-局部反应”的作用形式,实现对摩擦副表面的抛光和修复作用。
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TB383.3;TE624.82
【图文】：

示意图,海泡石,晶体结构,示意图

图 1-1 海泡石沿[001]方向的晶体结构示意图色八面体图案代表镁氧八面体，黄色四面体图案代表硅氧四面体，白色表海泡石中的水）泡石的理化性能及用途具有许多优良的理化性能，使得海泡石在众多的领域都有应用吸附性能：海泡石独特的孔道结构使其具有高达 800-900m2/g 梁凯，2008）和很强的吸附能力（李琛，2013）。研究人员根性研发出了各种海泡石吸附剂/过滤剂来处理水体污染，用于弓晓峰，2000）、重金属（胡忠于，2002；Kocaoba，2009；贾，2013）、有机物（颜酉斌，2009）等污染物，还有研究将其（李彩亭，2006）。流变性能：束状的海泡石遇水或极性溶剂时会迅速溶胀分散成

海泡石,X射线粉晶衍射,图谱

与表征石的物相组成和成分分析ker D8 型 X 射线粉晶衍射仪对提纯前后的海泡石进行物相 40 kV，管电流 40 mA，防散射狭缝 3°，防发散狭缝 0扫描范围（2θ）5°-70°，扫描速率 8°/min，步长 0.02工的海泡石原样的 X 射线粉晶衍射图如图 2-2 所示，（为海泡石统一用其英文名称 sepiolite 的前四个字母 sepi 表示工的海泡石原样用 sepi0 表示，提纯后的海泡石用 sepi1从图谱中看到海泡石的特征衍射峰(110)、滑石的（002）的（104）衍射峰和石英的（100）（101）（112—）衍射峰的海泡石原样中仍含有滑石、方解石、石英等杂质。由于峰高度重叠，无法直接从图上判断出是否含有蒙脱石。

【参考文献】