稀土元素特殊的電子結(jié)構(gòu)以及稀土化合物獨(dú)特的晶體結(jié)構(gòu)使其表現(xiàn)出優(yōu)異的抗磨損性能,在潤(rùn)滑材料中具有廣闊的應(yīng)用前景,特別是納米稀土氟化物作為潤(rùn)滑油添加劑時(shí)抗磨和減摩性能突出,是一類高效、多功能的潤(rùn)滑油添加劑。本文以硅烷偶聯(lián)劑為修飾劑制備納米LaF3粉體添加劑,在反應(yīng)溫度為60℃,反應(yīng)時(shí)間為1小時(shí),采用冷凍干燥的方式合成了納米LaF3粉體添加劑。在基礎(chǔ)油中加入該添加劑,并測(cè)試其分散穩(wěn)定性、高溫穩(wěn)定性以及摩擦學(xué)性能,包括摩擦系數(shù)、磨斑直徑(WSD)和最大無(wú)卡咬負(fù)荷PB,SEM觀察磨損鋼球表面的磨斑形貌。納米LaF3粉體添加劑在基礎(chǔ)油中具有較好的分散穩(wěn)定性與高溫穩(wěn)定性。采用四球摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)對(duì)添加劑的摩擦學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試,結(jié)果表明,當(dāng)添加量為1.2%時(shí),其平均摩擦系數(shù)能達(dá)到0.065,比基礎(chǔ)油降低35%,磨斑直徑為0.51mm,減小了 19.04%,PB值達(dá)到833N,為基礎(chǔ)油的2.12倍。同時(shí)采用硅烷偶聯(lián)劑、油酸甲酯共同修飾制備納米LaF3液體添加劑,在60℃反應(yīng)制備硅烷偶聯(lián)劑初步修飾的LaF3膠體,通過(guò)相轉(zhuǎn)移法將已制備的納米LaF3轉(zhuǎn)移到油酸甲酯中,反應(yīng)完全后旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)多余的石油醚最后得到納米LaF3液體添加劑。納米LaF3液體添加劑在基礎(chǔ)油中較納米LaF3粉體添加劑具有更好的分散穩(wěn)定性與高溫穩(wěn)定性。通過(guò)對(duì)納米LaF3液體添加劑TG-DTA分析結(jié)果表明納米LaF3液體添加劑具有較好的熱穩(wěn)定性。對(duì)比不同含量納米LaF3液體添加劑與ZDDP的摩擦學(xué)性能,結(jié)果表明,納米LaF3液體添加劑在100N基礎(chǔ)油中的摩擦學(xué)性能優(yōu)于ZDDP,當(dāng)納米LaF3液體添加劑的添加量為1.0%時(shí),摩擦系數(shù)最小0.054,PB值達(dá)到的最大為980N,為基礎(chǔ)油的2.45倍,磨斑直徑最小0.46mm。通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM/EDS)對(duì)鋼球磨損表面進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,在添加LaF3液體添加劑潤(rùn)滑的鋼球磨損較LaF3粉體添加劑表面更平整,同時(shí)在摩擦過(guò)程中合成的添加劑分子與鋼球表面通過(guò)摩擦化學(xué)反應(yīng)La和F的抗磨減摩性能的化學(xué)保護(hù)膜。
【學(xué)位單位】：天津科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：TE624.82
【部分圖文】：

１前言點(diǎn)??指出：用于潤(rùn)滑油添加劑的納米微粒通常為球形，納米到“微軸承”的作用，避免摩擦面的直接接觸，將滑動(dòng)摩擦，從而減小摩擦Ｎ＿６６］。圖１－２是納米顆粒在摩擦表面的小適中、粒徑分布較窄是滾珠觀點(diǎn)解釋納米粒子減摩抗磨子在過(guò)大的壓應(yīng)力下納米微粒壓入摩擦副表面；粒徑過(guò)小，偶，不能在兩摩擦副起間起“支撐墊”的作用。??ａ？＇

？?４?？??ｒｏｌａｇ?ｅｆｆｅｃｔ?ｐｒｏｔｅｃｔｉｖｅ?ｆｉｌｍ??？????一］?Ａ?＜???＾???Ａ?，?ｍ??．??ｍｅｎｄｉｎｇ?ｅｆｆｅｃｔ?ｐｏｉｉｓｈｔｎｇ?ｅｆｆｅｃｔ??圖１－２納米顆粒在摩擦表面的滾動(dòng)機(jī)制模型示意圖??Ｆｉｇ．?１－２?Ｓｃｒｏｌｌｉｎｇ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ?ｏｆ?ｎａｎｏ－ｐａｒｔｉｃｌｅｓ?ｏｎ?ｆｒｉｃｔｉｏｎ?ｓｕｒｆａｃｅ?ｍｏｄｅｌ??（３）修復(fù)機(jī)制觀點(diǎn)??修復(fù)機(jī)制觀點(diǎn)認(rèn)為由于納米微粒具有小尺寸、比表面積很大等特性，在摩擦過(guò)中可吸附在摩擦副表面的凹痕處，隨著載荷的增加或摩擦過(guò)程中摩擦熱的產(chǎn)生，納粒及時(shí)填充到金屬表面的微坑和損傷部位，使摩擦表面始終保持平整的狀態(tài)，起自修復(fù)作用。如圖１－３為納米微粒沉積膜作用機(jī)理示意圖。??荷荷荷??

利用四球摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)對(duì)加了添加劑的成品潤(rùn)滑油的一些參數(shù)，這種測(cè)試是一??種最常用的有效的測(cè)驗(yàn)方法，四球試驗(yàn)機(jī)的試驗(yàn)裝置中有４個(gè)小球，上部的一個(gè)鋼球??通過(guò)固定裝置與主轉(zhuǎn)軸相連，下部的三個(gè)鋼球則被緊緊卡在油杯中，如圖２－３所示。??上部的一個(gè)鋼球分別與下部的三個(gè)球（簡(jiǎn)稱下試球）為點(diǎn)接觸，在一定的擠壓力下，上??部主轉(zhuǎn)軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，帶著上球與固定不動(dòng)的下試球之間進(jìn)行滑動(dòng)摩擦，下試鋼球摩擦??后會(huì)留下一個(gè)磨斑。四球摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)主要用來(lái)評(píng)定各種潤(rùn)滑劑的摩擦學(xué)性能，具??有用油量少、操作簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。試驗(yàn)用鋼球?yàn)橹睆剑保玻罚恚淼乃那驒C(jī)專用鋼球，材質(zhì)：??ＧＣｒｌ５?軸承鋼，硬度：６０－６３ＨＲＣ。??１６??
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2892199