【摘要】：近年來，由于納米技術的飛速發(fā)展，促進了納米材料在潤滑油/脂領域的研究與發(fā)展，研究發(fā)現(xiàn)將納米微粒添加到潤滑油中能有效改善潤滑油的摩擦學性能。作為潤滑添加劑,納米粒子具有獨特的物理化學特性和優(yōu)良的摩擦學性能，納米材料本身所具有的一些特點如小尺寸、大比表面積等，使得其易于吸附于摩擦副表面，填補表面劃痕和微坑，并在摩擦副表面形成一層低剪切應力薄膜，從而降低摩擦因數(shù)，起到了良好的潤滑、自修復效果。由于納米微粒的獨特性能，使得納米微粒在改善潤滑方面取得了很大進步。所以研究開發(fā)高性能納米潤滑添加劑具有重要的研究和應用價值。 本論文通過采用自行設計的外電場輔助沉淀法合成納米ZnO顆粒的裝置，分別以NaOH、Na_2CO_3、Zn(AC)_2和Zn(NO_3)_2為原料，通過改變反應物濃度和外加電場的大小，合成制備了具有柱狀（粗）、柱狀（細）和片狀形貌的納米ZnO顆粒；研究了在外電場作用下，合成氧化鋅納米顆粒的工藝條件和機理，及其結晶動力學特性。并利用X射線衍射儀（XRD）、掃描電鏡（SEM）和傅里葉變換紅外光譜（FTIR）對樣品的成分、形貌及顆粒大小等進行了分析。結果表明，該方法可以合成具有柱狀和片狀等不同形貌的納米ZnO顆粒。外電場在合成過程中，并不會改變產物的晶格點陣類型，，只對產物晶體的形貌產生作用。 納米ZnO顆粒的形貌對其性質和應用具有重要的影響。不同形貌的納米ZnO顆粒具有不同的摩擦學性能。將不同形貌的納米ZnO顆粒經(jīng)過不同的表面修飾劑改性后，分散于20#機油中制備得到穩(wěn)定的復合潤滑油，通過采用四球磨擦試驗機研究了納米ZnO顆粒在油基潤滑劑中的摩擦學性能，對摩擦系數(shù)和磨損量這兩個指標進行了考察，并對潤滑過程中納米ZnO顆粒對基礎油的影響、ZnO顆粒晶相變化、摩擦副表面摩擦化學反應、納米ZnO顆粒潤滑機理和實際模擬實驗效果進行研究。通過采用FTIR、Raman光譜、XPS、SEM等測試手段，系統(tǒng)地分析了片狀納米ZnO顆粒在潤滑過程中對基礎油（20#機油）和摩擦副表面的影響。研究結果表明：納米ZnO顆粒通過自修復機制能夠明顯改善油基潤滑劑的抗磨、減摩性能；當添加的納米ZnO顆粒質量分數(shù)為0.5%時，摩擦系數(shù)和磨損量分別達到最佳值。其中片狀形貌納米ZnO顆粒具有更好的減磨和自修復效果。
【圖文】：

電場輔助的作用，通常在三電級（基片為靜電陰極，再池中進行，電解質溶液為鋅鹽的水溶液，通過對基片加棒或納米線。,89]用 Pt 片為陽極，用 Ag/AgCl 作參比電極， 帶 Au 膜的。在溫度為 333K 下，將濃度為 0.03M 的 Zn (NO3)2溶液的 pH 值維持在 5 左右，電流密度為 0.3mA cm-1。沉沉積生長了 ZnO 納米棒。計了圖 1-1 所示的裝置，采用電場輔助電化學沉積的方 ZnO 納米線陣列，其形貌均勻，直徑大約為 60nm，是：將事先特殊處理好的帶滲透作用的氧化鋁模板密封 Zn(NO3)2溶液中的陽極和位于 Na2S 溶液中的陰極，在施加 0.5-40V 的橫向電場，通過改變電場強度和溶液密度

采用反應原料為鋅粉，氧化劑為氧氣，氮氣為載氣，在石英管中發(fā)生氧化反應，得到了直徑在10-50nm之間的氧化鋅晶體。圖1-4 熱蒸發(fā)制備ZnO納米結構示意圖2002年，B.D.Yao等[111]利用熱蒸發(fā)法在1100℃通過蒸發(fā)ZnO粉和C粉的混合物，在不同溫度區(qū)域生長了不同形貌的ZnO納米結構：在750～800℃溫度區(qū)得到了針狀納米棒；650～750℃溫度區(qū)得到了納米帶；500～650℃溫度區(qū)得到了納米線。2006年，G.Z.Shen等[112]通過蒸發(fā)Zn粉末，成功制備了ZnO納米釘和納米筆。（2）脈沖激光沉積（pulsed laser deposition，PLD）
【學位授予單位】：華南理工大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH117.2;TB383.1

【參考文獻】

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本文編號：2527254