發(fā)布時間：2020-05-06 17:19

【摘要】：地球上接近一半的一次能源消耗在摩擦磨損環(huán)節(jié),當發(fā)生嚴重磨損時也會加快零件的失效和機械設備的損壞。潤滑是可以有效的降低機械設備的磨損從而延長設備的使用壽命的重要途徑。在當今的技術中,將納米顆粒添加到基礎油中來提高潤滑油的潤滑性能已是摩擦學科研工作者們的重要研究方向之一。黑磷具有特殊的層狀結構,層與層之間依靠弱的范德華力結合起來,容易發(fā)生層間滑移,具有較好的潤滑性能。因為黑磷納米片的價格昂貴,所以迫切需要將其它潤滑劑與黑磷納米片復合形成新的復合潤滑顆粒來降低使用成本和提高其在特殊工況下的潤滑性能。本文通過熱溶劑法制備黑磷納米片,并通過在黑磷納米片的表面沉積鈦的苯磺酸酯和二氧化鈦制備出復合微粒,研究它們作為潤滑油添加劑的摩擦學性能。本文首先通過高能球磨法將紅磷轉化成塊狀黑磷,然后以塊狀黑磷為原料,通過熱溶劑法制備黑磷納米片。利用物理吸附效應成功制備鈦的苯磺酸酯/黑磷納米片(TiL_4/BP-ns)復合微粒;利用溶膠-凝膠法制備二氧化鈦/黑磷納米片(TiO_2/BP-ns)。將制備的微粒分散在PAO6基礎油中,研究了不同微粒在鋼-鋼摩擦副的潤滑性能。結果表明:黑磷納米片在低載荷下表現出較好的潤滑性能,主要原因是黑磷納米片的層間滑移和在摩擦表面形成摩擦反應膜;在高載條件下含TiO_2/BP-ns復合微粒的PAO6表現出了較好的潤滑性能,當添加適宜濃度的TiO_2/BP-ns后磨損形式由嚴重的磨粒磨損轉變成極其輕微的磨粒磨損,其摩擦學機制可歸于TiO_2承載、形成摩擦反應膜以及黑磷納米片層間滑移共同作用;與含TiO_2/BP-ns復合微粒的PAO6相比,含TiL_4/BP-ns復合微粒的PAO6只在20N載荷下表現出減摩作用,并且對磨損表面分析發(fā)現其磨損表面犁溝變深。將TiO_2與BP-ns以不同的理論質量比復合后添加到基礎油PAO6中,采用正交試驗方法研究其在Si_3N_4-TC4合金摩擦副的摩擦學性能。結果表明:各因素對上試樣磨斑直徑的影響順序為載荷滑動速度理論質量比濃度;當添加TiO_2/BP-ns后,磨損表面的粘著磨損的程度減小;當復合微粒中TiO_2與BP-ns理論質量比為2:1時表現出更好的潤滑性能,可能是相對于其它質量比的復合微粒,此種質量比的復合微粒在磨損表面形成摩擦反應膜不易被破壞。
【圖文】：

得了經典的 Stribeck 曲線(如圖 1.1 所示數是最高的，而邊界潤滑狀態(tài)廣泛存在正常運轉的工況下也有相當長時間是處摩擦系數能夠明顯改善摩擦副潤滑狀態(tài)

圖 1.2 黑磷結構示意圖[13]Fig1.2 Structural schematic diagram of black phosphorus于二維黑磷的成功制備，使得二維材料領域又多離黑磷并對其性質進行研究成為相關領域工作者
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TE624.82

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本文編號：2651600