【摘要】：近年來(lái)，由于納米技術(shù)的飛速發(fā)展，促進(jìn)了納米材料在潤(rùn)滑油/脂領(lǐng)域的研究與發(fā)展，研究發(fā)現(xiàn)將納米微粒添加到潤(rùn)滑油中能有效改善潤(rùn)滑油的摩擦學(xué)性能。作為潤(rùn)滑添加劑,納米粒子具有獨(dú)特的物理化學(xué)特性和優(yōu)良的摩擦學(xué)性能，納米材料本身所具有的一些特點(diǎn)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(bǔ)表面劃痕和微坑，并在摩擦副表面形成一層低剪切應(yīng)力薄膜，從而降低摩擦因數(shù)，起到了良好的潤(rùn)滑、自修復(fù)效果。由于納米微粒的獨(dú)特性能，使得納米微粒在改善潤(rùn)滑方面取得了很大進(jìn)步。所以研究開發(fā)高性能納米潤(rùn)滑添加劑具有重要的研究和應(yīng)用價(jià)值。 本論文通過(guò)采用自行設(shè)計(jì)的外電場(chǎng)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(guò)改變反應(yīng)物濃度和外加電場(chǎng)的大小，合成制備了具有柱狀（粗）、柱狀（細(xì)）和片狀形貌的納米ZnO顆粒；研究了在外電場(chǎng)作用下，合成氧化鋅納米顆粒的工藝條件和機(jī)理，及其結(jié)晶動(dòng)力學(xué)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(duì)樣品的成分、形貌及顆粒大小等進(jìn)行了分析。結(jié)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(chǎng)在合成過(guò)程中，并不會(huì)改變產(chǎn)物的晶格點(diǎn)陣類型，，只對(duì)產(chǎn)物晶體的形貌產(chǎn)生作用。 納米ZnO顆粒的形貌對(duì)其性質(zhì)和應(yīng)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(xué)性能。將不同形貌的納米ZnO顆粒經(jīng)過(guò)不同的表面修飾劑改性后，分散于20#機(jī)油中制備得到穩(wěn)定的復(fù)合潤(rùn)滑油，通過(guò)采用四球磨擦試驗(yàn)機(jī)研究了納米ZnO顆粒在油基潤(rùn)滑劑中的摩擦學(xué)性能，對(duì)摩擦系數(shù)和磨損量這兩個(gè)指標(biāo)進(jìn)行了考察，并對(duì)潤(rùn)滑過(guò)程中納米ZnO顆粒對(duì)基礎(chǔ)油的影響、ZnO顆粒晶相變化、摩擦副表面摩擦化學(xué)反應(yīng)、納米ZnO顆粒潤(rùn)滑機(jī)理和實(shí)際模擬實(shí)驗(yàn)效果進(jìn)行研究。通過(guò)采用FTIR、Raman光譜、XPS、SEM等測(cè)試手段，系統(tǒng)地分析了片狀納米ZnO顆粒在潤(rùn)滑過(guò)程中對(duì)基礎(chǔ)油（20#機(jī)油）和摩擦副表面的影響。研究結(jié)果表明：納米ZnO顆粒通過(guò)自修復(fù)機(jī)制能夠明顯改善油基潤(rùn)滑劑的抗磨、減摩性能；當(dāng)添加的納米ZnO顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%時(shí)，摩擦系數(shù)和磨損量分別達(dá)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(fù)效果。
【圖文】：

電場(chǎng)輔助的作用，通常在三電級(jí)（基片為靜電陰極，再池中進(jìn)行，電解質(zhì)溶液為鋅鹽的水溶液，通過(guò)對(duì)基片加棒或納米線。,89]用 Pt 片為陽(yáng)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(zhǎng)了 ZnO 納米棒。計(jì)了圖 1-1 所示的裝置，采用電場(chǎng)輔助電化學(xué)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(yáng)極和位于 Na2S 溶液中的陰極，在施加 0.5-40V 的橫向電場(chǎng)，通過(guò)改變電場(chǎng)強(qiáng)度和溶液密度

采用反應(yīng)原料為鋅粉，氧化劑為氧氣，氮?dú)鉃檩d氣，在石英管中發(fā)生氧化反應(yīng)，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(jié)構(gòu)示意圖2002年，B.D.Yao等[111]利用熱蒸發(fā)法在1100℃通過(guò)蒸發(fā)ZnO粉和C粉的混合物，在不同溫度區(qū)域生長(zhǎng)了不同形貌的ZnO納米結(jié)構(gòu)：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(guò)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(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH117.2;TB383.1

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2527254