含氟润滑油添加剂的制备研究

发布时间：2020-11-20 23:52

　　 稀土元素特殊的电子结构以及稀土化合物独特的晶体结构使其表现出优异的抗磨损性能,在润滑材料中具有广阔的应用前景,特别是纳米稀土氟化物作为润滑油添加剂时抗磨和减摩性能突出,是一类高效、多功能的润滑油添加剂。本文以硅烷偶联剂为修饰剂制备纳米LaF3粉体添加剂,在反应温度为60℃,反应时间为1小时,采用冷冻干燥的方式合成了纳米LaF3粉体添加剂。在基础油中加入该添加剂,并测试其分散稳定性、高温稳定性以及摩擦学性能,包括摩擦系数、磨斑直径(WSD)和最大无卡咬负荷PB,SEM观察磨损钢球表面的磨斑形貌。纳米LaF3粉体添加剂在基础油中具有较好的分散稳定性与高温稳定性。采用四球摩擦磨损试验机对添加剂的摩擦学性能进行测试,结果表明,当添加量为1.2%时,其平均摩擦系数能达到0.065,比基础油降低35%,磨斑直径为0.51mm,减小了 19.04%,PB值达到833N,为基础油的2.12倍。同时采用硅烷偶联剂、油酸甲酯共同修饰制备纳米LaF3液体添加剂,在60℃反应制备硅烷偶联剂初步修饰的LaF3胶体,通过相转移法将已制备的纳米LaF3转移到油酸甲酯中,反应完全后旋转蒸发多余的石油醚最后得到纳米LaF3液体添加剂。纳米LaF3液体添加剂在基础油中较纳米LaF3粉体添加剂具有更好的分散稳定性与高温稳定性。通过对纳米LaF3液体添加剂TG-DTA分析结果表明纳米LaF3液体添加剂具有较好的热稳定性。对比不同含量纳米LaF3液体添加剂与ZDDP的摩擦学性能,结果表明,纳米LaF3液体添加剂在100N基础油中的摩擦学性能优于ZDDP,当纳米LaF3液体添加剂的添加量为1.0%时,摩擦系数最小0.054,PB值达到的最大为980N,为基础油的2.45倍,磨斑直径最小0.46mm。通过扫描电子显微镜(SEM/EDS)对钢球磨损表面进行了分析。结果表明,在添加LaF3液体添加剂润滑的钢球磨损较LaF3粉体添加剂表面更平整,同时在摩擦过程中合成的添加剂分子与钢球表面通过摩擦化学反应La和F的抗磨减摩性能的化学保护膜。
【学位单位】：天津科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TE624.82
【部分图文】：

１前言点??指出：用于润滑油添加剂的纳米微粒通常为球形，纳米到“微轴承”的作用，避免摩擦面的直接接触，将滑动摩擦，从而减小摩擦Ｎ＿６６］。图１－２是纳米颗粒在摩擦表面的小适中、粒径分布较窄是滚珠观点解释纳米粒子减摩抗磨子在过大的压应力下纳米微粒压入摩擦副表面；粒径过小，偶，不能在两摩擦副起间起“支撑垫”的作用。??ａ？＇

？?４?？??ｒｏｌａｇ?ｅｆｆｅｃｔ?ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ?ｆｉｌｍ??？????一］?Ａ?＜???＾???Ａ?，?ｍ??．??ｍｅｎｄｉｎｇ?ｅｆｆｅｃｔ?ｐｏｉｉｓｈｔｎｇ?ｅｆｆｅｃｔ??图１－２纳米颗粒在摩擦表面的滚动机制模型示意图??Ｆｉｇ．?１－２?Ｓｃｒｏｌｌｉｎｇ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｏｆ?ｎａｎｏ－ｐａｒｔｉｃｌｅｓ?ｏｎ?ｆｒｉｃｔｉｏｎ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｍｏｄｅｌ??（３）修复机制观点??修复机制观点认为由于纳米微粒具有小尺寸、比表面积很大等特性，在摩擦过中可吸附在摩擦副表面的凹痕处，随着载荷的增加或摩擦过程中摩擦热的产生，纳粒及时填充到金属表面的微坑和损伤部位，使摩擦表面始终保持平整的状态，起自修复作用。如图１－３为纳米微粒沉积膜作用机理示意图。??荷荷荷??

利用四球摩擦磨损试验机对加了添加剂的成品润滑油的一些参数，这种测试是一??种最常用的有效的测验方法，四球试验机的试验装置中有４个小球，上部的一个钢球??通过固定装置与主转轴相连，下部的三个钢球则被紧紧卡在油杯中，如图２－３所示。??上部的一个钢球分别与下部的三个球（简称下试球）为点接触，在一定的挤压力下，上??部主转轴进行旋转，带着上球与固定不动的下试球之间进行滑动摩擦，下试钢球摩擦??后会留下一个磨斑。四球摩擦磨损试验机主要用来评定各种润滑剂的摩擦学性能，具??有用油量少、操作简单的优点。试验用钢球为直径１２．７ｍｍ的四球机专用钢球，材质：??ＧＣｒｌ５?轴承钢，硬度：６０－６３ＨＲＣ。??１６??
【参考文献】

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1 安军信;行程;吕玲;;国内外润滑油基础油的供需现状及发展趋势[J];石油商技;2015年01期

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3 韩云燕;张霖;冯大鹏;;二烷基磷酸锌作为润滑油添加剂的摩擦学行为研究[J];摩擦学学报;2013年02期

4 杨宏伟;杨士亮;孙世安;吴超;;极压抗磨剂的发展现状及作用机理研究[J];当代化工;2012年09期

5 高晓成;岳文;王成彪;李星亮;王松;刘家浚;;含二烷基二硫代磷酸锌润滑下等离子渗氮钢的摩擦磨损性能研究[J];摩擦学学报;2011年06期

6 郭力;王清高;刘广龙;杨士钊;郝敬团;;二烷基二硫代磷酸锌的特性与作用[J];合成润滑材料;2011年01期

7 李久盛;郝利峰;徐小红;张立;;表面修饰纳米硼酸钙的制备及摩擦学性能[J];中国表面工程;2010年03期

8 洪泾;;切削液中聚合酯取代氯化石蜡的性能研究[J];润滑油;2010年01期

9 顾彩香;李庆柱;顾卓明;朱光耀;;Study on application of CeO_2 and CaCO_3 nanoparticles in lubricating oils[J];Journal of Rare Earths;2008年02期

10 闫景辉;宋丽红;李中田;张海燕;张挥球;;微乳液法制备YF_3∶Er纳米材料[J];无机化学学报;2007年08期

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本文编号：2892199