納米金屬粉的制備及其潤滑性能研究.pdf

1、本文主要研究納米金屬粉體的制備與摩擦學(xué)性能。在查閱文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，選擇了高能球磨的方法，分別選用金屬銅粉和金屬鉍粒為原料，進(jìn)行了納米銅粉和納米鉍粉的制備研究。實驗選擇了合適的修飾劑，采取了制備與修飾同步進(jìn)行的方法，并選擇了先干磨后濕磨的措施，成功制備出粒度分布均勻、分散性能優(yōu)良的納米銅粉和納米鉍粉。實驗初步探討了納米銅潤滑油添加劑和納米鉍潤滑油添加劑的配制，采用MMW-1摩擦磨損試驗機(jī)對納米銅粉和納米鉍粉以及納米銅鉍混合粉進(jìn)行了潤滑性能測

2、試，分析了不同負(fù)荷長時間摩擦條件下的磨斑直徑、摩擦系數(shù)與金屬納米粉體添加量之間的關(guān)系，討論了潤滑油中納米金屬粉體適宜的添加劑量，對抗磨減摩機(jī)理做出了一些探討。實驗研究結(jié)論如下： （1）實驗研究了球磨工藝參數(shù)對納米鉍粉粒度的影響，得出干法階段制備納米鉍粉的優(yōu)化方案為：轉(zhuǎn)速為400r/min，修飾劑與鉍粒的質(zhì)量比取1：4，加入鉍粒的質(zhì)量為25g，時間8h；濕法階段制備納米鉍粉的優(yōu)化方案為：轉(zhuǎn)速350r/min，時間4h。在優(yōu)化實驗中

3、，原料鉍粒經(jīng)干磨再濕磨后，粒度由最大粒徑630μm下降到中位徑0.3μm，然后中位徑達(dá)到0.2μm，而濕磨溶液中粉體的中位徑為170nm。 （2）濕法階段制備納米銅粉的優(yōu)化方案為：轉(zhuǎn)速為400r/min，修飾劑與原料銅粉的質(zhì)量比取1：6，加入銅粉的質(zhì)量為25g，時間10h；濕法階段制備納米銅粉的優(yōu)化方案為：轉(zhuǎn)速350r/min，時間3h。在優(yōu)化實驗中，原料銅粒經(jīng)干磨再濕磨后，粒度由最大粒徑35μm下降到中位徑0.28μm，然后中

4、位徑達(dá)0.21μm，溶液中粉體的中位徑為50nm。 （3）采用優(yōu)化方案制得穩(wěn)定分散的納米鉍粉，XRD檢測納米鉍粉的晶粒度為26nm，含有非晶態(tài)物質(zhì)，TEM檢測顆粒分散效果較好，粒徑在5~30nm范圍內(nèi)，顆粒表面有明顯的包覆層。 （4）采用優(yōu)化方案制得穩(wěn)定分散的納米銅粉，XRD檢測納米銅粉的晶粒度為16nm，含有非晶態(tài)物質(zhì)，TEM檢測顆粒分散效果較好，粒徑在10~40nm范圍內(nèi)，顆粒表面有明顯的包覆層。 （5）潤滑

5、性能測試中，在轉(zhuǎn)速和時間分別為1200r/min和2h的實驗條件下，改變載荷和添加劑量進(jìn)行性能測試。在98N的作用力下，加入0.05％的納米銅粉，就能提高油品的抗磨減摩性能，磨斑直徑降低18.1％，摩擦系數(shù)降低了13.6％；加入0.05％的納米鉍粉就能改善油品的潤滑性能，磨斑直徑降低10.9％，摩擦系數(shù)降低了11.1％。 （6）在轉(zhuǎn)速和時間分別為1200r/min和2h，負(fù)荷為392N的條件下，加入0.05％~0.7％的納米銅粉

6、和納米鉍粉，都能提高基礎(chǔ)油的抗磨性能，在這個質(zhì)量百分?jǐn)?shù)范圍內(nèi)，隨著納米金屬粉體含量的提高，納米銅粉的抗磨減摩性能逐漸變差，而納米鉍粉的抗磨減摩性能逐漸變好。 （7）初步分析確定潤滑油中納米銅鉍復(fù)合粉比較合適的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為0.25％，其中納米銅粉和納米鉍粉的質(zhì)量比為1：4，進(jìn)行了初步的潤滑性能測試，其抗磨性能優(yōu)于單金屬鈉米粉，在98N負(fù)荷下磨斑直徑降低了23.1％，摩擦系數(shù)降低了6.0％；在392N負(fù)荷條件下，磨斑直徑降低了20.