【摘要】： 高能球磨是改變材料結(jié)構(gòu)、提高材料性能的有效技術(shù)手段。本文以天然片狀石墨為原料,高溫膨化制備膨脹石墨,采用高能球磨技術(shù)制備球磨態(tài)膨脹石墨,研究球磨態(tài)膨脹石墨的結(jié)構(gòu)和摩擦學(xué)性能。 本文借助XRD、SEM和TEM研究膨化溫度和球磨處理對(duì)膨脹石墨形貌和結(jié)構(gòu)的影響;采用XRD和TEM研究摻加元素B或Ni對(duì)球磨態(tài)膨脹石墨結(jié)構(gòu)的影響;利用MMU-5G高溫摩擦磨損試驗(yàn)機(jī),研究以球磨態(tài)膨脹石墨為添加劑的潤(rùn)滑油的摩擦學(xué)性能,并借助SEM研究磨損表面形貌的變化。 研究結(jié)果表明:片狀石墨膨化制得的蠕蟲狀膨脹石墨,其層與層之間的距離明顯增大,并且具有多層次結(jié)構(gòu);純膨脹石墨球磨時(shí),隨著球磨時(shí)間的增加,石墨化度和晶粒尺寸都逐漸減小;摻B膨脹石墨球磨時(shí),元素B具有催化石墨化或磨粒助磨致非晶化的作用;摻Ni膨脹石墨在球磨和退火過程中,元素Ni均具有較為明顯的催化石墨化作用;膨脹石墨球磨100 h后,部分區(qū)域(002)晶面間距變大,晶面發(fā)生不同角度的彎曲變形,甚至局部非晶化。實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),膨脹石墨作為潤(rùn)滑油添加劑時(shí)具有明顯的減摩作用,而且其潤(rùn)滑減摩作用優(yōu)于天然石墨;摻B膨脹石墨作為潤(rùn)滑油添加劑時(shí),摩擦系數(shù)隨著球磨時(shí)間的延長(zhǎng)或載荷的增加而減小,但隨溫度的升高而增大,在溫度400℃、載荷400 N的試驗(yàn)條件下,摻B膨脹石墨表現(xiàn)出較佳的減摩抗磨性能;摻Ni膨脹石墨作為潤(rùn)滑油添加劑時(shí)具有較好的潤(rùn)滑減摩作用,但球磨時(shí)間對(duì)其影響顯著,球磨80 h的摻Ni膨脹石墨的潤(rùn)滑減摩作用最為突出。
【圖文】：

圖 1-1 石墨結(jié)構(gòu)Fig.1-1 Configuration of graphite渡金屬（B，Ni）的摩擦催化石墨化機(jī)制碳表征和術(shù)語國(guó)際委員會(huì)”的定義，所謂催化石墨化，是指括可石墨化碳和不可石墨化碳）在金屬或礦物質(zhì)存在下或在較短熱處理時(shí)間內(nèi)達(dá)到某一較好的石墨化程度。除熱，機(jī)械作用還能產(chǎn)生應(yīng)力石墨化。在催化劑存在下的熱摩擦化學(xué)或力化學(xué)概念的本質(zhì)是同源的）則在盡可能低化度（表現(xiàn)為石墨晶體的 d002值更小，La 和 Lc 值更大）應(yīng)力處理時(shí)的同樣石墨化效果[21]。2 歸納了到目前為止已知的具有石墨化催化作用的元素[22

選用中國(guó)石油天然氣股份有限公司提供的 SJ15W-40 型汽油機(jī)油基礎(chǔ)油。將高能球磨制備的添加劑樣品，，以 5％質(zhì)量百分比加入到機(jī)油中，攪拌 5min 后，超聲波震蕩器中振蕩 10min，使其在油中均勻。.5 摩擦磨損實(shí)驗(yàn)設(shè)備摩擦磨損試驗(yàn)是在濟(jì)南益華摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)廠生產(chǎn)的 MMU-5G式高溫端面摩擦磨損實(shí)驗(yàn)機(jī)進(jìn)行。本試驗(yàn)機(jī)可以以端面摩擦的形式定材料的抗磨性能及摩擦副的匹配特性。試驗(yàn)機(jī)主要結(jié)構(gòu)見圖 2-3 和圖 2-4，該試驗(yàn)機(jī)由主機(jī)、計(jì)算機(jī)控統(tǒng)組成。本文采用端面磨損摩擦副（見圖 2-5）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，其上試擦面為環(huán)面，材料為滾動(dòng)軸承鋼 GCr15，內(nèi)徑 φ20 mm，外徑 φ26 m均摩擦半徑為 φ23 mm；下試樣選用為 45#鋼的圓盤，半徑為 φ50 m
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：TB321

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本文編號(hào)：2598772