本文選題：等離子輔助球磨　切入點：高堿性潤滑油　出處：《集美大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：本文選用油酸、十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)分別作為修飾劑,利用等離子輔助球磨技術(shù)制備了表面修飾硼酸鈣添加劑。通過掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀、傅里葉紅外光譜儀、同步熱分析儀等方法對其進(jìn)行形貌觀察及結(jié)構(gòu)表征,并探究其在高堿性潤滑油中的分散性和摩擦學(xué)性能。對所制備的硼酸鈣添加劑進(jìn)行掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn),油酸修飾后的硼酸鈣粒徑在50nm—300nm之間,而CTAB修飾的硼酸鈣一次顆粒平均粒徑只有50nm左右,球磨后的粉體聚集成大約500nm左右的團(tuán)聚體。X射線衍射分析表明,等離子輔助球磨快速細(xì)化了硼酸鈣的晶粒尺寸,但沒有使硼酸鈣的晶型結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。紅外光譜及同步熱分析表明,等離子輔助球磨促使油酸和CTAB發(fā)生斷鍵,產(chǎn)生亞甲基-CH2活性基團(tuán)與原始硼酸鈣粉體表面發(fā)生聚合。重力沉降實驗發(fā)現(xiàn),原始硼酸鈣添加到高堿性潤滑油后,3天后出現(xiàn)明顯的沉淀分層現(xiàn)象;油酸修飾硼酸鈣及CTAB修飾硼酸鈣在高堿性潤滑油中經(jīng)歷后100天仍基本保持穩(wěn)定,未出現(xiàn)明顯分層現(xiàn)象。這表明油酸及CTAB對硼酸鈣形成了良好的表面修飾,使粉體表面改性為親油性。理化性能測試結(jié)果表明,在保持高堿性潤滑油粘度、閃點及傾點基本不變的情況下,油酸修飾硼酸鈣復(fù)合油堿值提升31.16%,CTAB修飾硼酸鈣復(fù)合油堿值提升33.43%。這對于減少金屬清凈劑的使用,降低金屬灰分具有重要意義。對兩種表面修飾硼酸鈣添加劑復(fù)配的高堿性潤滑油進(jìn)行摩擦學(xué)性能測試,結(jié)果表明隨著載荷增大,納米硼酸鈣復(fù)合油的摩擦系數(shù)逐漸減低,并且在試驗過程中摩擦系數(shù)保持平穩(wěn),磨損體積也隨著載荷增加呈現(xiàn)下降趨勢。對摩擦副表面進(jìn)行電子能譜測試,發(fā)現(xiàn)摩擦副表面含有B、Ca、O等元素,這說明納米硼酸鈣添加劑在摩擦力的剪切作用下鋪展成膜,覆蓋到摩擦副表面,對摩擦副表面起到減摩修復(fù)作用。相對于油酸修飾硼酸鈣,CTAB修飾硼酸鈣的減摩抗磨效果更佳,這是因為CTAB修飾硼酸鈣的粒徑更小,隨著載荷增大,在摩擦力的剪切作用下,硼酸鈣易于分散展開,使得CTAB修飾硼酸鈣在摩擦副表面鋪展更易于成膜。對所調(diào)配的復(fù)合油用硫酸進(jìn)行酸化處理,模擬在船用柴油機(jī)酸性工況下,測試硼酸鈣添加劑的減摩抗磨性能,結(jié)果發(fā)現(xiàn):納米硼酸鈣添加劑同樣具有良好的減摩抗磨能力,但由于硫酸與清凈劑膠團(tuán)中的碳酸鈣及納米硼酸鈣添加劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成硫酸鈣,混雜在硼酸鈣沉積膜表面,影響摩擦副表面覆蓋膜強(qiáng)度,硼酸鈣保護(hù)膜容易開裂剝落。
[Abstract]:This selection of oleic acid, sixteen alkyl three methyl bromide (CTAB) were used as modification agent, surface modification of calcium borate additives were fabricated by plasma assisted ball milling. By scanning electron microscopy, X ray diffraction, Fourier transform infrared spectroscopy, thermal analyzer and other methods to characterize the morphology and structure, and explore the in the high alkaline lubricating oil in the dispersion and tribological properties. SEM observation showed that the preparation of calcium borate additive, oleic acid modified calcium borate with a particle size of 50nm - 300nm, and CTAB modified calcium borate once the average particle size is about 50nm, the powder milled polymer aggregates.X - ray diffraction integration about 500nm analysis shows that the plasma assisted ball milling and rapid refinement of the grain sizes of calcium borate, but did not make the crystal structure of calcium borate IR and change. Simultaneous thermal analysis showed that the plasma assisted ball milling leads to the bond breaking of oleic acid and CTAB, -CH2 methylene produced active group and original calcium borate powder surface polymerization. The sedimentation experiment indicated that, the original calcium borate added to high alkaline lubricating oil, after 3 days of precipitation obviously stratified; oleic acid modified calcium borate and CTAB modification experience in high calcium borate alkaline lubricating oil after 100 days still remained stable, there is no obvious stratification. It showed that oleic acid and CTAB formed on the surface modification of calcium borate good, the surface modification of powder is hydrophobic. The physicochemical properties test results show that, while maintaining a high level of alkaline lubricating oil viscosity, flash point and pour point unchanged, oleic acid modified calcium borate composite oil alkali value increased by 31.16%, CTAB modified calcium borate composite oil alkali 33.43%. to enhance the value of this is to reduce the use of metal detergent, lower metal ash More important. Tribology performance test of two kinds of high alkaline lubricating oil surface modified calcium borate additives. The results show that as the load increases, the friction coefficient of Calcium Borate Nanoparticles Composite oil decreased gradually, and the friction coefficient remained stable during the test, the wear volume is decreased with the increase of load on the friction. The surface of the electronic energy spectrum test, found to contain B, friction surface Ca, O and other elements, it indicated that nano calcium borate additive film in friction shearing spreading, to cover the surface of the friction pair surface of friction pair, friction reducing and repairing effect. Compared with oleic acid modified calcium borate, CTAB modified calcium borate by better anti-wear effect, this is because the CTAB modified calcium borate has smaller particle size, as the load increases, the shear friction, easy to disperse calcium borate, the CTAB modified Calcium borate in the friction surface spreading more easily into film. On the side of composite oil the deployment of acidification with sulfuric acid, the simulation of marine diesel engine under acidic conditions, the friction and wear performance, reducing test results showed that calcium borate additive calcium borate nanoparticles additive has good anti friction and anti-wear ability, but because with sulfuric acid detergent micelles of calcium carbonate and Calcium Borate Nanoparticles additives react to produce calcium sulfate, calcium borate mixed on the surface of the deposited film, the effect of friction pair surface coating strength, easy cracking and spalling of calcium borate protective film.

【學(xué)位授予單位】：集美大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TE624.82

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本文編號：1725724