本文關鍵詞：合成納米羥基硅酸鎂的摩擦學性能研究

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【摘要】：羥基硅酸鎂(Magnesium Silicate Hydroxide,MSH)作為一種潤滑油添加劑可以使摩擦副與潤滑介質發(fā)生反應,在磨損表面原位生成高硬度、強負荷的保護膜以補償磨損。人工合成的羥基硅酸鎂粉體在性能、粒度、純度等方面有天然粉體不可比擬的優(yōu)勢。本文采用不同手段對水熱法合成的12小時羥基硅酸鎂粉體進行表征和摩擦學性能的研究。合成的羥基硅酸鎂粉體顆粒外形輪廓清晰,尺寸均勻,粒度可達100nm。粉體主要物相為層狀結構的葉蛇紋石,幾乎沒有雜質,且結晶程度很高。采用四球試驗機和SRV試驗機考察了羥基硅酸鎂粉體的摩擦學性能,結果表明,具有高表面活性的羥基硅酸鎂粉體極易在摩擦表面生成一層具有優(yōu)良抗磨性能的反應膜,能顯著降低磨損,但導致摩擦系數增大：羥基硅酸鎂在潤滑油中能有效提高油品的極壓性能,擴大了潤滑油的工作載荷范圍。本文探討了潤滑油種類、試驗載荷和轉速等因素對合成羥基硅酸鎂摩擦學性能的影響。結果顯示：羥基硅酸鎂與某些商業(yè)成品油中具有抗磨成分的添加劑相互抑制,共同作用會使二者抗磨作用失效：合成羥基硅酸鎂適用于無任何添加劑的基礎油,并且最佳添加含量因油品種類而異；載荷或轉速越大,含羥基硅酸鎂潤滑油的減磨率越大,即合成粉在高載荷或高轉速條件下性能發(fā)揮越好。為了解決羥基硅酸鎂在潤滑油中增大摩擦系數的問題,本文分別將二硫化鉬、納米石墨和多壁碳納米管(Multi-walled carbon nanotubes,MWNTs)以不同含量耦合到羥基硅酸鎂添加劑粉體中。結果發(fā)現(xiàn)：二硫化鉬在潤滑油中不能降低摩擦系數,與羥基硅酸鎂協(xié)同作用無任何效果；納米石墨和多壁碳納米管在潤滑油中隨著添加含量的增大,摩擦系數逐漸下降,且二者分別與羥基硅酸鎂復合均能有效降低摩擦系數。本文比較全面地研究和分析了合成羥基硅酸鎂粉體作為潤滑油添加劑的性能,并初步解決了羥基硅酸鎂粉體在潤滑油中增大摩擦的問題,為羥基硅酸鎂的研究工作和工業(yè)應用提供了理論和實驗支持。
【關鍵詞】：水熱合成 羥基硅酸鎂 潤滑油添加劑 摩擦學性能
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TQ132.2;TE624.82
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 1 緒論12-20
• 1.1 摩擦學及潤滑油添加劑12-13
• 1.1.1 概述12
• 1.1.2 潤滑油添加劑12-13
• 1.2 羥基硅酸鎂13-15
• 1.2.1 羥基硅酸鎂的結構13-14
• 1.2.2 羥基硅酸鎂的性質14
• 1.2.3 納米羥基硅酸鎂的制備14-15
• 1.3 羥基硅酸鎂作為潤滑油添加劑的研究現(xiàn)狀15-18
• 1.3.1 羥基硅酸鎂的摩擦學性能研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3.2 羥基硅酸鎂的分散性能研究現(xiàn)狀17
• 1.3.3 人工合成羥基硅酸鎂研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3.4 羥基硅酸鎂復合粉研究現(xiàn)狀18
• 1.4 研究目的與意義18-19
• 1.5 本文研究內容19-20
• 2 研究方法20-26
• 2.1 試驗設備及材料20-24
• 2.1.1 試驗設備20-21
• 2.1.2 試驗材料21-24
• 2.2 試驗過程24
• 2.2.1 試驗步驟24
• 2.2.2 摩擦學性能評價方法24
• 2.3 表征分析24-26
• 3 羥基硅酸鎂粉體的分析26-38
• 3.1 XRD分析26-28
• 3.2 SEM分析28-29
• 3.3 IR分析29-31
• 3.4 摩擦學性能分析31-36
• 3.4.1 摩擦和磨損性能31-35
• 3.4.2 極壓性35-36
• 3.5 本章小結36-38
• 4 試驗條件變量對羥基硅酸鎂摩擦學性能的影響38-52
• 4.1 潤滑油種類的影響38-46
• 4.1.1 PAO系列38-41
• 4.1.2 5W-3041-43
• 4.1.3 500SN43-44
• 4.1.4 46~#液壓油44-46
• 4.1.5 小結46
• 4.2 載荷因素的影響46-48
• 4.3 轉速因素的影響48-50
• 4.4 本章小結50-52
• 5 羥基硅酸鎂的摩擦性能改善試驗52-74
• 5.1 MoS_2協(xié)同試驗52-59
• 5.1.1 基礎空白油試驗53-54
• 5.1.2 羥基硅酸鎂系列試驗54-55
• 5.1.3 MoS_2系列試驗55-57
• 5.1.4 羥基硅酸鎂與MoS2協(xié)同系列試驗57-59
• 5.2 納米石墨協(xié)同試驗59-64
• 5.2.1 納米石墨系列試驗59-61
• 5.2.2 羥基硅酸鎂與納米石墨協(xié)同系列試驗61-63
• 5.2.3 磨斑形貌分析63-64
• 5.3 多壁碳納米管協(xié)同試驗64-72
• 5.3.1 多壁碳納米管系列試驗65-66
• 5.3.2 羥基硅酸鎂與多壁碳納米管協(xié)同系列試驗66-68
• 5.3.3 磨斑形貌分析68-72
• 5.4 本章小結72-74
• 6 總結與展望74-76
• 6.1 總結74-75
• 6.2 展望75-76
• 參考文獻76-80
• 作者簡歷及攻讀碩士學位期間取得的研究成果80-84
• 學位論文數據集84

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