含氮修飾的納米稀土氧化物的摩擦學性能研究.pdf

1、隨著機械設備不斷更新、性能不斷提高且環(huán)保要求日趨苛刻,多種潤滑系統(tǒng)都迫切需要使用“低硫”“無磷”的高效多功能潤滑油添加劑。同時,燃料油向低硫、低烯烴的方向發(fā)展,汽油車要求安裝三元催化轉換器,柴油車增加尾氣再循環(huán)系統(tǒng),對潤滑油也提出了低硫和低磷的要求。研究低硫、低磷甚至不含磷的潤滑油添加劑,具有非常重要的意義。
　　納米材料擴散性高、表面積大、熔點低、易燒結性、硬度大等特點,使其在摩擦表面形成易剪切的潤滑薄膜來降低摩擦系數,同時填補

2、并修復磨損的表面。在摩擦表面間,近似球形的納米粒子能起到微軸承作用,對摩擦表面進行拋光和強化的同時支撐負荷,提高承載能力、降低摩擦系數。分析可知納米添加劑優(yōu)異的抗磨性及突出的抗極壓性能,使其適合在低速、重載、高溫的環(huán)境下工作。與一般固體潤滑材料不同,納米微粒兼具了固體和流體潤滑的優(yōu)點。稀土化合物具有極好的化學穩(wěn)定性和良好的潤滑性能,并且稀土特殊的4f電子層結構與其潤滑相關。稀土元素添加劑能夠改善金屬及合金材料的耐磨性能,某些稀土化合物因

3、具有高溫潤滑特性,在摩擦過程中能提高固體潤滑膜、合金和陶瓷涂層等的摩擦性能。
　　本文采用溶膠-凝膠法制備出幾種納米稀土氧化物,并使用含氮化合物對其進行表面修飾,運用各種現代分析方法進行表征;用MRS-10A四球極壓抗磨損試驗機上測定潤滑油的抗磨減摩性能,摩擦磨損試驗結束后,用 JSM-5600LV型掃描電子顯微鏡(SEM)觀察分析四球機下試球的磨痕形貌并對磨痕表面元素進行分析。
　　實驗所得的主要結論如下:
　　(1

4、)苯并三氮唑乙酸包覆在納米CeO2微粒的表面,使得納米CeO2顆?？梢院芎玫姆稚⒃跐櫥椭?很好的提升了菜籽油的抗磨減摩效果;當添加劑含量為0.3％時磨斑直徑達到最小(0.463 mm),最小磨斑直徑減小了16.9%;
　　(2)含納米 La2O3、鄰苯二胺表面修飾納米 La2O3、納米 CeO2以及鄰苯二胺表面修飾納米CeO2的CC級柴機油的抗磨減摩性能在一定條件下優(yōu)于CD級柴機油,當添加的表面修飾的納米La2O3的含量為0.1

5、%時磨斑直徑達到最小(0.331 mm),最小磨斑直徑減小了21.9%;納米顆粒在摩擦過程中會與摩擦副反應生成合金,以此提高油樣的抗磨減摩性能。
　　(3)添加劑納米 La2O3、鄰苯二胺表面修飾納米 La2O3、納米CeO2以及鄰苯二胺表面修飾納米CeO2在有效載荷范圍內均能提高3＃通用鋰基脂的承載能力,當添加的表面修飾的納米La2O3的含量為0.7%時PB值達到最大(863 N),增大了57.2%;當含量適中時添加劑才能更好的