【摘要】：納米金屬材料添加到潤滑油中能表現(xiàn)出優(yōu)異的抗磨減摩性能,對納米顆粒在潤滑油中的分散穩(wěn)定性及摩擦性能的研究將推動潤滑技術的發(fā)展。本研究采用硅烷偶聯(lián)劑KH-570作為表面修飾劑,利用機械球磨法制備了不同粒徑的納米銻粒子,將其分散到900SN基礎油中,通過沉降實驗和吸光光度法考察了納米粒子在潤滑油中的分散穩(wěn)定性;在CFT-1型摩擦試驗機上進行往復式摩擦實驗,考察其作為潤滑油添加劑的摩擦學性能。結(jié)果表明:1.利用X-射線衍射儀(XRD)、透射電鏡(TEM)和紅外光譜儀(FTIR)對納米銻粒子進行表征。結(jié)果表明,三個銻試樣的粒徑均為納米量級,硅烷偶聯(lián)劑KH570成功的吸附到納米銻顆粒表面,使顆粒之間形成了空間位阻效應,改善了銻顆粒的分散性。2.分散性研究實驗結(jié)果表明:不同粒徑的銻顆粒在900SN基礎油中靜置沉降15天后,40nm銻粒子的沉降速度最小;40nm銻基分散液的吸光度比65nm和85nm銻基分散液的吸光度大。這是由于經(jīng)硅烷偶聯(lián)劑改性過的銻粒子,高分子鏈鏈接在納米粒子表面,使其具有空間位阻效應,避免了顆粒間相互接觸,又由于小粒徑的銻粒子在基礎油中的沉降速度較慢,使團聚的幾率減小,所以粒徑為40nm的納米銻粒子在潤滑油中表現(xiàn)出較好的分散穩(wěn)定性。3.通過SEM和EDS分析了磨痕表面的形貌和組成元素。結(jié)果表明:三種銻粒子均能提高基礎油900SN的抗磨減摩性能,其中含粒徑為40nm的納米銻粒子潤滑油在高載荷(90N)下或在較大的摩擦速度(0.1m/s)下表現(xiàn)出很好的抗磨減摩性能。其摩擦系數(shù)和磨損體積相對于900SN基礎油的分別降低了58.97%和42.70%。這是由于隨著納米銻粒子粒徑的減小,其表面能增大,粒子會吸附到摩擦表面,與摩擦基體發(fā)生作用形成一層具有抗磨減摩性能的保護層。4.粒徑為40nm的銻粒子不僅能穩(wěn)定的分散在900SN基礎油中,而且在較大的摩擦載荷和摩擦速度下,摩擦系數(shù)和磨損程度均比65nm和85nm銻油樣的小,綜合分析,加入40nm的銻粒子有利于改善基礎油的摩擦性能。
[Abstract]:The addition of nano-metal materials to lubricating oil shows excellent antiwear and anti-friction performance. The study of dispersion stability and friction property of nanoparticles in lubricating oil will promote the development of lubrication technology. In this study, silane coupling agent KH-570 was used as the surface modifier to prepare antimony nanoparticles with different particle sizes by mechanical ball milling method, and dispersed them into 900SN base oil. The dispersion stability of nanoparticles in lubricating oil was investigated by sedimentation test and spectrophotometry. A reciprocating friction test was carried out on a CFT-1 friction tester to investigate its tribological properties as a lubricating oil additive. The results show that: 1. The antimony nanoparticles were characterized by X ray diffractometer (XRD),) transmission electron microscope (TEM) and infrared spectrometer (FTIR). The results showed that the particle size of the three antimony samples was nanometer-sized. The silane coupling agent KH570 was successfully adsorbed on the surface of the nano-antimony particles, resulting in a steric effect between the particles, which improved the dispersity of the antimony particles. 2. The results of dispersion experiment showed that the sedimentation rate of 40nm antimony particles was the smallest after settling in 900SN base oil for 15 days, and the absorbance of 40nm antimony based dispersion was larger than that of 65nm and 85nm antimony based dispersions. This is due to the fact that the antimony particles modified by silane coupling agents are linked to the surface of the nanoparticles by high molecular chains, so that they have a steric resistance effect, thus avoiding the contact between the particles, and because the settling speed of the small size antimony particles in the base oil is relatively slow. The probability of agglomeration was reduced, so the antimony nanoparticles with particle size of 40nm showed good dispersion stability in lubricating oil. SEM and EDS were used to analyze the morphology and composition of wear trace surface. The results show that the antiwear and antifriction properties of base oil 900SN can be improved by three kinds of antimony particles. The antimony nanoparticles with particle size of 40nm show good antiwear and antifriction performance under high load (90N) or at higher friction speed (0.1m/s). The friction coefficient and wear volume of 900SN base oil decreased by 58.97% and 42.70%, respectively. This is because with the decrease of the particle size of antimony nanoparticles, the surface energy increases, the particles will adsorb to the friction surface and interact with the friction matrix to form a protective layer with anti-wear and anti-friction properties. The antimony particles with particle size of 40nm can not only be steadily dispersed in 900SN base oil, but also have smaller friction coefficient and wear degree than that of 65nm and 85nm antimony oil at larger friction load and friction speed. The antimony particles added with 40nm can improve the friction properties of the base oil.
【學位授予單位】：蘭州理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TE624.82;TB383.1

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本文編號：2341827