本文選題：氧化石墨烯 + 構(gòu)效關(guān)系��； 參考：《揚(yáng)州大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：摩擦磨損普遍存在于自然界中,給我們的生活和生產(chǎn)帶來(lái)了巨大損失。潤(rùn)滑油是降低摩擦,減少磨損,延長(zhǎng)機(jī)件壽命最為常見(jiàn)的潤(rùn)滑材料。為了提高潤(rùn)滑油的潤(rùn)滑性能,通常是在基礎(chǔ)油中加入各種減摩、抗磨的添加劑。氧化石墨烯(GO)具有獨(dú)特的二維片層結(jié)構(gòu),由于擁有超低的摩擦系數(shù)和超強(qiáng)的硬度特性,而且強(qiáng)的耐腐蝕和優(yōu)異的抗氧化性能,成為了近年來(lái)摩擦學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)材料之一。然而,GO要想實(shí)際應(yīng)用于潤(rùn)滑油中作為減摩和抗磨添加劑使用,首先需要解決其在油介質(zhì)中的分散性和透明性技術(shù)難題。本文主要探討了(1)GO的尺寸與摩擦學(xué)性能構(gòu)效關(guān)系;(2)GO表面改性技術(shù)開(kāi)發(fā)及其分散性、透明性和摩擦學(xué)性能研究;(3)硼酸鹽/GO納米復(fù)合材料的制備及其摩擦學(xué)性能研究。通過(guò)控制Hummer法的氧化溫度成功實(shí)現(xiàn)了 GO的尺寸控制,分別合成出平均尺寸為25 μm,22 μm 和 18 μm 的 GO-20,GO-27 和 GO-35 三種納米片。運(yùn)用 XRD、SEM、FT-IR、EDS、AFM等表征手段對(duì)三種GO納米片進(jìn)行了表征。結(jié)果發(fā)現(xiàn),隨著氧化溫度的升高,GO納米片的尺寸逐漸減小,并且發(fā)現(xiàn)C/O也隨之減少。摩擦性能測(cè)試結(jié)果表明,G035基油的摩擦系數(shù)相比于GO20基油和G027基油分別降低18.5%和8.5%,而磨痕直徑分別降低11.3%和5.2%。證明GO納米片的尺寸越小,C/O 比越低,其減摩和抗磨性能越好,這是由于C/O低的GO納米片表面含有更豐富的活性基團(tuán),有利于其在油介質(zhì)中的分散性。為了改善GO在油介質(zhì)中的分散性和透明性,我們采用可生物降解的油酸二乙醇酰胺硼酸酯(ODAB)作為改性劑,成功實(shí)現(xiàn)了 ODAB鍵合改性GO技術(shù)。運(yùn)用FT-IR、XRD、UV-vis、Raman、TEM和XPS等一系列表征揭示了改性GO的結(jié)構(gòu),證明了 ODAB是通過(guò)脫水縮合生成酰胺的方式成功接支到了 GO納米片表面。研究了改性GO在基礎(chǔ)油中的分散性、和透明性,并考察了其摩擦性能。結(jié)果表明,改性后的GO納米片在基礎(chǔ)油中實(shí)現(xiàn)了高度分散,表現(xiàn)出優(yōu)異的透明性,而且磨痕直徑和平均摩擦系數(shù)相比于基礎(chǔ)油分別下降了約42.0%和38.4%,展現(xiàn)出MGO優(yōu)異的減摩和抗磨性能。為了進(jìn)一步提升GO的摩擦學(xué)性能,我們通過(guò)一種液相超聲混合剝離技術(shù)分別制備了硼酸鈣(CB),硼酸鑭(LB)和硼酸鋅(ZB)與GO的納米復(fù)合物。考察了物理砂磨,傳統(tǒng)油酸(OA)改性及油酸二乙醇酰胺(OD)改性對(duì)復(fù)合物在油中分散性的影響。運(yùn)用XRD、SEM、FT-IR、Raman、UV-vis、TEM、TGA、EDS等一系列表征揭示了復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)形貌。結(jié)果表明,CB/GO基油,OA-LB/GO基油和OD-ZB/GO基油相比于500 SN基礎(chǔ)油,它的平均摩擦系數(shù)分別下降了 46.6%,30.8%和48.2%,而磨痕直徑分別減小了 37.5%,44.3%和37.6%。這證明了復(fù)合材料出色的協(xié)同減摩抗磨作用。
[Abstract]:Friction and wear generally exist in nature, which bring great loss to our life and production. Lubricating oil is the most common lubricating material to reduce friction, reduce wear and prolong the life of machine parts. In order to improve the lubricating performance of lubricating oil, it is usually to add various antifriction and antiwear additives to the base oil. Graphene oxide (GOO) has a unique two-dimensional lamellar structure. Because of its ultra-low friction coefficient, super hardness, strong corrosion resistance and excellent oxidation resistance, it has become one of the hot materials in the field of tribology in recent years. However, in order to be used as antifriction and antiwear additive in lubricating oil, it is necessary to solve the technical problems of dispersion and transparency in oil medium. The relationship between the size and the tribological properties of HY1GGO surface modification technology and its dispersion, transparency and tribological properties are discussed in this paper. The preparation and tribological properties of borate / go nanocomposites are studied. The size control of go was successfully realized by controlling the oxidation temperature of Hummer method. Three kinds of GO-20 GO-27 and GO-35 nanocrystals with average sizes of 25 渭 m 22 渭 m and 18 渭 m were synthesized, respectively. Three go nanoparticles were characterized by means of XRDX SEMT-IR and EDSAFM. The results show that the size of go nanocrystals decreases with the increase of oxidation temperature, and the C / O decreases with the increase of oxidation temperature. The friction coefficient of G035-based oil was decreased by 18.5% and 8.5% than that of GO20 oil and G027-based oil, while the wear diameter was decreased by 11.3% and 5.2%, respectively. It is shown that the smaller the size of go nanoparticles, the better the antifriction and antiwear properties of go nanoparticles. This is due to the fact that there are more active groups on the surface of go nanocrystals with low C / O ratio, which is beneficial to their dispersity in oil medium. In order to improve the dispersity and transparency of go in oil medium, the biodegradable oleic acid diethanolamide borate ester (ODAB) was used as the modifier, and the ODAB bonding modified go technology was successfully realized. The structure of the modified go was revealed by a series of characterization, such as FT-IRDX, UV-visXPS and XPS. It was proved that ODAB was successfully connected to the surface of go nanoparticles by dehydration and condensation to form amides. The dispersion, transparency and tribological properties of modified go in base oil were studied. The results showed that the modified go nanoparticles were highly dispersed in the base oil and showed excellent transparency. Compared with the base oil, the wear scar diameter and the average friction coefficient decreased by 42.0% and 38.4%, respectively, showing the excellent antifriction and antiwear properties of MGO. In order to further improve the tribological properties of go, the nanocomposites of calcium borate (CBB), lanthanum borate (LB) and zinc borate (ZB) with go were prepared by a liquid phase ultrasonic mixing stripping technique. The effects of physical grinding, traditional oleic acid (OAA) modification and oleic acid diethanolamide (ODO) modification on the dispersion of the composite in oil were investigated. The structure and morphology of the composites were revealed by a series of characterizations such as XRDX SEMT-IRT Ramanum UV-vis-TEMN TGAEDS and so on. The results show that compared with 500SN base oil, the average friction coefficient of OA-LB / go base oil and OD-ZB/GO base oil decreases by 46.6% and 48.2%, respectively, while the diameter of wear marks decreases by 37.5% and 37.6%, respectively. This proves the excellent synergistic antifriction and antiwear effect of the composites.
【學(xué)位授予單位】：揚(yáng)州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TE624.82;TQ127.11

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本文編號(hào)：1930406