纳米金属粉体材料的氢等离子体制备机理及其润滑减摩特性研究

《基于CeO2的金属纳米催化剂设计合成及其在光催化甲酸产氢中的应用》篇一一、引言随着环境问题的日益严重和能源需求的持续增长，寻找高效、环保的能源转换和存储技术已成为科研领域的热点。

光催化技术以其独特的优势，如可在温和条件下实现反应，为解决能源和环境问题提供了新的途径。

在众多光催化剂中，基于CeO2的金属纳米催化剂因其良好的氧化还原性能、高的光催化活性及稳定性而备受关注。

本文将详细介绍基于CeO2的金属纳米催化剂的设计合成及其在光催化甲酸产氢中的应用。

二、CeO2基金属纳米催化剂的设计合成1. 材料选择与制备方法CeO2作为一种重要的稀土氧化物，具有优异的储氧能力和良好的氧化还原性能。

为了进一步提高其光催化性能，通常将其他金属（如Pt、Au、Ag等）引入CeO2体系中，形成复合型纳米催化剂。

制备方法主要包括溶胶-凝胶法、水热法、化学气相沉积法等。

2. 结构设计与性能优化针对不同的应用需求，可通过调整催化剂的组成、形貌、尺寸等参数，优化其光催化性能。

例如，通过控制合成条件，可制备出具有高比表面积的多孔结构、暴露更多活性位点的特定晶面结构等，从而提高催化剂的光吸收能力和反应活性。

三、光催化甲酸产氢的应用1. 反应原理在光催化甲酸产氢过程中，CeO2基金属纳米催化剂扮演着关键角色。

当光照在催化剂上时，催化剂吸收光能，产生光生电子和空穴。

这些光生载流子能够与甲酸发生氧化还原反应，从而实现产氢。

2. 催化剂性能评价催化剂的性能评价主要依据其产氢速率、稳定性、选择性等指标。

通过对比不同催化剂在相同条件下的产氢性能，可以评估其优劣。

此外，还可以通过表征手段（如XRD、SEM、TEM等）对催化剂的形貌、结构等进行分析，以揭示其性能优劣的原因。

四、实验结果与讨论1. 实验结果通过设计合成不同组成的CeO2基金属纳米催化剂，并在光催化甲酸产氢实验中对比其性能，我们发现，某些催化剂表现出较高的产氢速率和稳定性。

例如，某款Pt-CeO2催化剂在光照条件下，能够在较短的时间内实现较高的产氢量。

纳米二硫化钼（MoS2）在润滑材料中的研究进展纳米二硫化钼(MoS2)在润滑材料中的研究进展摘要：本文介绍了MoS2的润滑性状、纳米MoS2的性能。

对纳米MoS2在轧制液、机械油、铜合金拉拔润滑脂和空间润滑材料中的摩擦学应用与研究现状进行了综述，并对比了微米级与纳米级MoS2在使用中的效果。

对未来纳米MoS2在润滑材料中的应用与研究进行了展望。

关键词：纳米MoS2；润滑材料；摩擦The research progress of molybdenum disulfidenanoparticles(MoS2) in lubrication materialsAbstract: This paper describes the lubricating properties of MoS2and the performance of nano-MoS2. Nano-MoS2on the rolling fluid, mechanical oil, copper alloy drawing grease and space lubrication materials’ tribology applications and research status are reviewed. The micron and nano-level effect of MoS2 in use is compared. Nano-MoS2 lubricating materials application and research in the future are discussed.Key words: nano-MoS2; lubrication materials; friction0 引言二硫化钼（MoS2）用作固体润滑剂已有50多年的历史，是应用最广泛的固体润滑剂。

在相同条件下，含MoS2的粘结固体润滑膜在真空中的摩擦系数约为大气中的1/3，而耐磨寿命比在大气中高几倍甚至几十倍。

文章编号:1002-3119(2005)01-0021-05纳米材料作为润滑油添加剂的应用与发展趋势黄之杰,费逸伟,尚振锋(徐州空军学院,江苏徐州221000)摘要:综述各种纳米材料在润滑油中的应用现状,研究被用做润滑油添加剂的纳米金属粉体、纳米硫化物、纳米稀土化合物、纳米氧化物、纳米硼酸盐的抗磨减摩性能,探讨纳米润滑材料的发展方向。

关键词:纳米材料;润滑油添加剂;抗磨损性能中图分类号:T E624.82 文献标识码:A前言纳米材料指几何尺寸达到纳米尺度并具有特殊性能的材料,纳米材料结构的特殊性(如大的比表面、小尺寸效应、界面效应、量子效应和量子隧道效应)赋予了其不同于传统材料的各种独特性能,其中尤以特异的电学、热学、磁学、光学及力学性能等最为引人注目,具有重要的应用和开发价值。

将纳米材料应用于润滑体系中,是一个全新的研究领域。

纳米材料具有表面积大、高扩散性、易烧结性、熔点降低、硬度增大等特点,不但可以在摩擦表面形成一层易剪切的薄膜,降低摩擦系数,而且还能对摩擦表面进行一定程度的填补和修复[1]。

纳米粒子尺寸较小,可以认为近似球形,在摩擦副间可像鹅卵石一样自由滚动,起到微轴承作用,对摩擦表面进行抛光和强化作用,并支撑负荷,使承载能力提高,摩擦系数降低。

另外,纳米微粒具有较高的扩散能力和自扩散能力,容易在金属表面形成具有极佳抗磨性能的渗透层或扩散层,表现出原位摩擦化学原理。

因此,纳米润滑油添加剂具有突出的抗极压性能和优异的抗磨性,较好的润滑性能,适合在重载、低速、高温下工作。

同时,它又不同于一般的固体润滑材料,它综合了流体润滑和固体润滑的优点[1]。

有人认为,应用纳米材料制备的添加剂,对摩擦后期摩擦系数的降低起决定作用,解决了常规载荷添加剂无法解决的问题。

本文重点研究了被用做润滑油添加剂的纳米金属粉体、纳米硫化物、纳米稀土化合物、纳米氧化物、纳米硼酸盐的抗磨减摩性能,并对纳米润滑材料的发展方向提出看法。

LaF3纳米颗粒的制备及其润滑作用Survey of Preparation and Lubrication of LaF₃ Nanoparticles as Lubricating Oil AdditiveYOU Jian-wei, LI Fen-fang, FAN Cheng-kai(School of Chemistry and Chemical Engineering,Central South University,Changsha *****,China)Abstract:LaF₃ nanomaterials have shown excellent tribological properties as a kind of new additive in lubricating oil and grease. The preparation method, surface-modification technology, lubricating mechanism and application development of LaF₃ nanomaterials are summarized in this paper. It is pointed out that the key problems of LaF₃ nanoparticles in lubricant are the dispersity and stability. The future development of LaF₃ nanomaterials as lubricating oil additive is presented as well. With the accelerative development of modern industry nowadays, LaF₃ nanomaterials will be a young conception in the field of tribology. And the tribological properties and lubricating mechanism will be gotten more and more attention. Key words:LaF₃; nanomaterials; lubrication0 前言纳米微粒是指颗粒尺度为纳米量级(1~100 nm)的超细微粒。

纳米材料的脉冲放电等离子体制备技术随着科学技术的不断发展，纳米材料的研究和制备成为了一个热门话题。

这是因为纳米材料具有许多特殊的物理、化学和机械性质，使得它们拥有广泛的应用前景。

然而，传统的材料制备方法在制备纳米材料过程中遇到了很多问题，为此，科学家们提出了一种新型制备技术——脉冲放电等离子体制备技术，它可以有效地制备出高质量的纳米材料。

本文将深入探讨纳米材料的脉冲放电等离子体制备技术。

一、纳米材料的特殊性质首先，我们要介绍一下纳米材料的特殊性质。

纳米材料是一种粒径在1到100纳米之间的材料，它具有不同于其它材料的特殊性质。

其中最重要的特点是其表面积和体积比例高。

表面积和体积的比例越高，表面能就越大，与其周围环境发生相互作用的能量也就越大，这就导致了纳米材料的化学、物理、机械、光学、热学等方面的特殊性质。

例如，纳米金粒子可以表现出金属基态没有的吸收和发射光谱峰，同时，它具有更高的电导率和更高的力学硬度等物理和化学特性。

二、传统的纳米材料制备方法传统的纳米材料制备方法通常有物理实验法和化学合成法两种。

物理实验法包括纳米压制、纳米碾磨、气相凝聚、等等。

以气相凝聚为例，它的步骤包括以特定的气体为原料，在一个低压的反应室中通过电弧或激光加热，使原料发生化学反应，生成气态物质转为固态纳米粉末。

但这些方法所需要的生产设备和技术复杂，且成本高昂，生产周期长，不适用于大规模生产。

化学合成法则是以化学反应为基础的制备方法，可以用溶胶-凝胶法、微乳液法、水热合成法等合成纳米材料。

但很多化学合成法过程中涉及到毒性和腐蚀性较大的物质，容易对环境和人体造成污染，需要较严格的操作环境和技术要求。

三、脉冲放电等离子体制备技术的特点脉冲放电等离子体制备技术是一种新型、快速并且方便的制备纳米材料的方法。

其主要的特点有：1、低成本，大规模生产。

脉冲放电等离子体制备纳米材料，不需要昂贵的设备，且制备工艺相对简单，适用于大规模生产。

2、制备速度快。

耐磨耐蚀材料题目：耐磨及减摩材料的摩擦磨损特性探究学院：材料科学与工程学院专业：材料加工工程指导老师：路阳杨效田学生姓名：***学号： ************2104年5月1日耐磨及减摩材料的摩擦磨损特性探究摘要：综述了耐磨及减摩材料的基本性能要求，简单阐述了常见的耐磨及减摩材料的成分、组织与性能等和目前耐磨及减摩材料的新进展及方向。

最后，论述了耐磨及减摩材料在表面工程技术中的应用形式，及耐磨涂层的发展方向。

关键词: 耐磨材料；减摩材料；耐磨涂层0前言众所周知，摩擦磨损特性的探究对国民经济来说，有着非凡的意义。

据统计，全世界大约有2/1-3/1的能源以各种形式消耗在摩擦上。

而摩擦导致的磨损是机械设备零件失效的三大原因之一，大约有80%的损坏零件是由于各种磨损形式引起的[1]。

为了节约能源和材料，解决因磨损带来的损失显得至关重要，随着技术水平的发展，而其解决措施也变得各种各样，而本文主要从最基础的材料的选择上入手，来综述耐磨及减摩材料的摩擦磨损特性的探究现状及发展方向。

1 耐磨材料材料的耐磨性通常是指在一定的工作环境下，摩擦副材料在，摩擦过程中抵抗磨损的能力。

材料的耐磨性不是材料固有的本性，而是材料性质在一定的摩擦规范、表面状态、环境介质、工件结构、材料配对等某种条件下的体现。

因此材料的耐磨性是相对的、有条件的。

耐磨材料的一般性要求有以下几点[2]：1.机械性能方面要有高的抗拉、抗压、抗拉、抗剪切强度；有高的硬度和韧性；有较高的相对延伸率；在摩擦的高温、高压下，机械性能应该稳定。

2.物理、化学性能方面要有良好的导热性，低的热膨胀系数，且各相的线膨胀系数差别要小；合金元素在其内的溶解度要高，分布要均匀；各相间微观电势要小，抗腐蚀性好；各相成分要在较宽的温度、压力范围内保持稳定。

3.金相结构方面金属晶体的滑移系要少；固溶体与强化相要恰当配合；强化相要有高的弥散性，分布要均匀；各相的位向要互相接近。

4.工艺性能方面要有良好的淬透性和机加工性，以及其他必要工艺性能，如铸件的铸造性。

ZnS纳米微粒在润滑油减摩擦上的应用容学德【摘要】室温下采用MM-W1立式万能摩擦磨损试验机研究了ZnS纳米颗粒作为基础油添加剂的摩擦学性能,文章考察了纳米ZnS添加量、试验参数(载荷、转速)对摩擦系数的影响,简单探讨了摩擦机理.结果表明:添加剂纳米ZnS在摩擦磨损试验机中表现出良好的减摩抗磨性能,其在摩擦过程中形成的沉积膜起到了非常重要的作用,可以作为减摩涂层和润滑油减摩添加剂使用.【期刊名称】《广西民族大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2016(022)004【总页数】6页(P95-100)【关键词】纳米硫化锌;摩擦学性能;润滑油添加剂【作者】容学德【作者单位】广西民族大学预科教育学院,广西南宁 530008【正文语种】中文【中图分类】O614.24+1近年来，有关纳米微粒材料作为润滑油添加剂的研究已成为国内外关注的焦点之一.目前硫化物颗粒其减磨耐磨性能的研究和应用更是不断深入和发展，主要是由于硫化物具有疏松多孔的层片状结构，有利于存贮润滑油，因此无论在干摩擦或油润滑条件下，均具有良好的减摩抗咬合作用；同时由于硫化物中的高空位浓度有利于氧的扩散和氧化膜的形成，从而对避免粘着、胶合并能进一步提高边界润滑和耐磨性.[1-2]硫化物中以FeS和MoS2的抗摩耐磨性能的研究应用最为广泛，而纳米ZnS微粒作为润滑油添加剂，它在摩擦物质中间可以隔绝金属的直接接触，且和基体材料的结合力较弱，剪切强度较低，因此，它在提高基础油的减摩耐磨性能方面具有一定的研究价值及应用前景.[3-6]本研究在矿物油中添加不同质量百分数的ZnS纳米粒子，通过在摩擦磨损试验机上的测试试验，考察纳米ZnS添加量、载荷、转速等实验参数对摩擦系数的影响，探究ZnS纳米粒添加到润滑油中后其减摩抗磨的性能和机制，为实现提高摩擦副摩擦学性能的目的做一个有益的探索.1.1 硫化锌纳米粒子的制备以硫化钠和乙酸锌为原料，通过反相微乳液法合成平均粒径约为25 nm的ZnS纳米粒子.这部分实验在我们的前期研究工作已有报道.[7]1.2 硫化锌纳米微粒的减摩性能测试试验选用不含任何润滑添加剂的矿物油作为基础油，将所合成的ZnS纳米粒子作为添加剂添加到基础油中，使用立式万能摩擦磨损试验机测试在不同条件下的摩擦系数，摩擦系数随时间变化的曲线将被自动记录下来.在室温条件和试验室环境下，称取适量的纳米ZnS超声分散(30 min)于基础油中，形成稳定的分散体系，得到纳米ZnS质量百分数分别为1.0%、2.0%和3.0%的复合润滑油样品.实验使用济南试金集团制造的MM-W1立式万能摩擦磨损试验机进行，摩擦磨损实验材料为T10钢，外径35 mm，厚度5 mm，实验测试的摩擦半径为14 mm.测试时间均为20分钟，对比分析各个样品的润滑分别在载荷一定转速不同和转速一定载荷不同的条件下，其摩擦系数的变化，并与未添加纳米ZnS的矿物油进行比照.在转速相同而载荷不同和载荷相同而转速不同的条件下，探究了润滑油中纳米ZnS添加量对摩擦系数的影响.2.1 转速相同、载荷量不同条件下，纳米ZnS添加量对摩擦系数影响2.1.1 150 rpm条件下摩擦系数的变化图1(a)、(b)和(c)给出了在150rpm的相同转速及载荷分别为50 N、100 N和150 N的条件下，纳米ZnS不同添加量的润滑油其摩擦系数随时间的变化关系曲线.图1的结果显示：未添加纳米ZnS的基础油在所试验的时间段内摩擦系数均为最大，此时的曲线振幅最高，波动也较大，而添加了纳米ZnS的样品油其摩擦系数曲线均有不同程度的降低.究其原因，这是纳米ZnS的减摩抗磨作用的结果，由于小尺寸的纳米ZnS微粒在压应力作用下黏附于摩擦表面和沉积于磨损表面微观缺陷区域，渗入到摩擦表面的纳米ZnS形成一层润滑膜，起到减摩抗磨作用.[8]当转速固定为150 rpm时，随着载荷量与添加量的增加，在测试时间内摩擦系数也都较平稳，且摩擦系数呈现出下降的趋势.在50 N的最低载荷下，纳米ZnS质量百分数为1%的润滑油可以更好起到减摩的功效，而当载荷增加至150 N时，添加剂的质量分数为3%才能更好起到降低摩擦系数的作用，显然，在不同工况中，应从实际出发在基础油中添加适量的纳米ZnS润滑剂.2.1.2 200 rpm条件下摩擦系数的变化图2(a)、(b)和(c)给出了在200 rpm的相同转速和不同载荷下，纳米ZnS不同添加量的润滑油其摩擦系数随时间的变化关系曲线.对比图1、图2的试验结果呈现出新的变化趋势，在200 rpm的转速下，添加了纳米ZnS的润滑油其摩擦系数与150 rpm的情况相比呈下降趋势且波动更为平稳.图2的结果还显示，仍然是在载荷较小的情况下，纳米ZnS质量百分数为1%、2%的减摩性能较好，摩擦系数的波动也较小且较平稳，随着载荷的增大，纳米ZnS质量百分数为3%的样品显现了优势，特别是当载荷为150 N时，纳米ZnS含量为3%的样品其摩擦系数下降较明显，起到优势的减摩性能.2.1.3 250rpm条件下摩擦系数的变化在250rpm的相同转速和不同载荷下，不同添加量纳米ZnS的润滑油其摩擦系数随试验时间的变化情况，如图3所示.由图3可知，在250 rpm的相同转度及不同载荷下，纳米ZnS的含量分别为 1%、2%、3%的样品以及未添加纳米ZnS微粒的基础油其摩擦系数的变化总体上仍然呈现前面的规律.通过对比分析图3中的摩擦系数曲线后发现，在250 rpm的较高转动速度下，摩擦系数随载荷增大呈现出先差距明显后逐渐相当的总体趋势，表明了载荷与纳米ZnS添加量对摩擦系数的影响刚好呈相反态势.该转动速度下，摩擦磨损机测试样品油所得的摩擦曲线其波动随着载荷的增加而逐渐减小，实验结果表明，未添加纳米ZnS粒子的基础油其摩擦系数仍是最高，而纳米ZnS添加量为3%的情况突显出了优势.2.2 载荷量相同、转速不同条件下，纳米ZnS添加量对摩擦系数影响2.2.1 50 N载荷条件下摩擦系数的变化图4(a)、(b)和(c)给出了在50 N的相同载荷和不同转速条件下，纳米ZnS添加量与摩擦系数平均值之间的关系.由图4可知，50 N的载荷下，纳米ZnS添加量相同的润滑油样品在3个不同滑动速度下其摩擦系数平均值相差不大，摩擦系数曲线也都较平稳，但均比未添加纳米ZnS的基础油的平均摩擦系数更小，未添加纳米ZnS的基础油在3个滑动速度下的平均摩擦系数接近或略高于0.09，其摩擦系数曲线波动也都较大.通过对试验的平均摩擦系数做进一步的比较后发现，纳米ZnS添加质量百分数为1%、2%和3%时，其摩擦系数比未添加纳米ZnS的情况分别降低了75.62%、73.71%和13%.结果表明，该试验条件下在基础油中添加1%和2%纳米ZnS的样品具有较好的减摩效果.分析认为，滑动速度对摩擦系数的影响除了与摩擦表面是否形成了润滑膜有关之外，还与摩擦温度相关，摩擦系数将随着滑动力所产生的热量对润滑膜、表面层性质和摩擦表面的相互作用的影响而发生变化.[9]2.2.2 100 N载荷的条件下摩擦系数的变化在100 N的相同载荷和不同转速下，纳米ZnS添加量与摩擦系数平均值之间的关系示于图5中.从图5可以看出，添加了纳米ZnS的样品油和不含纳米ZnS的基础油的摩擦系数在100 N载荷下的试验结果与50 N载荷时的情况相比较其变化规律有所不同.载荷从50 N增加至100 N时，添加了纳米ZnS的样品油其摩擦系数随着转速的增加而减小.原因是根据摩擦学理论，在摩擦副表面处于弹塑性接触状态下，实际接触面积与载荷之间存在非线性关系，因此摩擦系数随载荷增加反而减小.[3]如图5所示，未添加纳米ZnS的基础油其平均摩擦系数均在0.1左右，在200 rpm和250 rpm的较高转速下，添加了纳米ZnS的样品油的平均摩擦系数降至约0.045，纳米ZnS含量为1%和2%时的样品油其摩擦性能仍为最好，3%纳米ZnS添加量的样品油其平均摩擦系数略高于1%和2%的情况，但基本相当；与50 N载荷的情况比较而言， 100 N载荷下，3%添加量的摩擦系数曲线下降，摩擦系数平均值也降低，而且3%的纳米ZnS添加量的样品油其平均摩擦系数在100 N载荷下相比50 N载荷时下降了28.5%.实验结果表明，在较大载荷和较高转速下，纳米ZnS添加量对摩擦系数的影响相对减小，但其减摩性能仍有一定的提高.分析认为，载荷的增加使纳米ZnS微粒更容易黏附于摩擦表面和填充摩擦副表面的微坑和损伤部位，起到持续的减摩抗磨作用.2.2.3 150 N载荷条件下摩擦系数的变化图6给出了在150 N相同载荷和不同转速下，纳米ZnS添加量与摩擦系数平均值之间的关系结果显示，进一步增大载荷至150 N时，添加3%纳米ZnS的减摩效果在三个转速下均最好，这与载荷为50 N时摩擦系数情况正好相反.在150 rpm、200 rpm和250 rpm的不同转速下，摩擦系数随着纳米ZnS添加量的增大而逐渐减小，但未添加纳米ZnS的基础油的摩擦系数仍是最大.分析认为，这可能是由于摩擦表面的比压随着载荷的增加而增大，从而使更多的纳米ZnS进入摩擦表面，在载荷正压力的作用下使其黏附在摩擦表面上，起到了如离子渗硫或电解渗硫等减摩处理技术在摩擦表面形成的硫化锌润滑层所起到的减摩抗磨的作用，[6,10]从而使高载荷下的摩擦系数较之低载荷下的摩擦系数小，且出现了润滑油样品其摩擦系数随纳米ZnS添加量的相反变化趋势.在试验的载荷及转速范围内，添加ZnS纳米微粒的基础油其摩擦系数都比未添加纳米ZnS的要小，其摩擦系数曲线波动的幅度也更小，进一步对比摩擦系数曲线及摩擦系数平均值后发现，在100 N载荷和200 rpm转速下的摩擦效果最佳.纳米ZnS添加量为1%和2%的样品油在试验中其减摩效果总体上相对更好，其摩擦系数曲线的波动也较为平稳，但在高载荷和高转速下，纳米ZnS添加量为3%的样品油其摩擦效果显示出了优势.实验研究表明，添加剂纳米ZnS在摩擦磨损试验机中表现出了良好的减摩抗磨性能，在摩擦过程中形成的纳米ZnS润滑膜膜起到了非常重要的作用，可以作为润滑油减摩添加剂使用.【相关文献】[1] 李晓俊, 刘丰, 刘小兰. 纳米材料的制备及应用研究[M]. 山东: 山东大学出版社, 2006.[2] 王海斗, 徐滨士, 刘家浚. 微纳米硫系固体润滑[M]. 北京: 科学出版社, 2009.[3] 张森, 李国禄, 王海斗, 等.硫化物固体润滑剂的研究现状[J]. 润滑与密封. 2012, 37(8): 119-124.[4] Kang Jiajie, Wang Chengbiao, Wang Haidou. Research on tribological behaviors of composite Zn /ZnS coating under dry condition[J]. Applied Surface Science, 2012, 258: 1940-1943.[5] 刘红华. 反胶束法制备纳米硫化锌微粒及其润滑性能[J]. 润滑与密封, 2006 (8): 122-123.[6] 康嘉杰. 复合渗流层的微观组织和摩擦学性能研究[D]. 天津: 河北工业大学, 2008.[7] 容学德, 赵钟兴. 微乳液中纳米ZnS、CdS微粒的合成与表征[J]. 化工技术与开发, 2012, 41(6): 13-15.[8] Hisakado T., Tsukizoe T., Yoshikawa H.. Lubrication mechanism of solid lubricants inoils[J]. Lubric Tech., 1983 (105): 245-253.[9] 温诗铸, 黄平. 摩擦学原理[M]. 北京: 清华大学出版社, 2008.[10] Wang Haidou, Zhuang Daming, Wang Kunlin, et al. Comparison of the tribological properties of an ion sulfurized coatingand a plasma sprayed FeS coating[J]. Materials Science and Engineering, 2003, A357: 321-327.。

新型润滑油添加剂的制备及润滑油性质研究进展润滑剂是机械设备正常运转以及材料制造加工过程中必需的工作介质,随着工业的高速发展,全世界润滑剂消费量逐年攀升。

在润滑剂的使用过程中,不可避免地会通过泄漏、溢出或不恰当的排放等多种途径进入环境,严重污染着土壤和水资源,破坏生态环境和生态平衡。

传统润滑剂产品由于生物降解性能差,正面临环境要求的严峻挑战,现代润滑技术已从仅关注使用效能向使用效能与生态效能双重性方面发展,开发新的可生物降解的润滑剂成为20世纪80年代以来润滑剂行业的一个重要研究课题。

1概述随着车辆发动机及传动系统设计的进步和机械设备的发展，对润滑油的性能提出了越来越高的要求，添加剂的最大市场在运输领域，其中包括用于轿车、载货车、公共汽车、铁路机车和船舶的发动机及传动系统。

过去10年，润滑油添加剂的重要变化都直接或间接地受新法规的影响，美国环保局采用的毒性和废液处理条例对一些常用有毒添加剂要取缔，促进了一些新的添加剂组分及复合剂的开发，今后10年将要求对金属加工液重新研究配方。

从车用润滑油发展的总趋势来看，将向更低粘度、更苛刻的挥发性、更好的燃料经济性方向发展。

为了达到延长换油期的要求，预计添加剂的加入量将会超过10%。

环境保护、排放法规和节能的要求对添加剂的配方设计产生了影响，如汽油发动机油低磷化、柴油发动机油低灰分化、延长润滑油的使用寿命、生物降解性润滑油对添加剂需求的特点等。

国外清净剂、分散剂、粘度指数改进剂、极压抗磨剂、抗氧剂、摩擦改进剂、降凝剂、复合剂等的品种齐全，其中清净分散剂及粘度指数改进剂是添加剂需求的最大品种，但增长缓慢，而较小品种添加剂，如抗氧剂、极压抗磨剂、摩擦改进剂等的发展势头强劲，目前的开发动向主要是提高单剂性能并开发某些新品种，发展多功能添加剂和复合剂，以及改进配方并提高使用经济性，满足环保和节能的要求。

2改性润滑油添加剂2.1硫化物改性剂研究MoS2纳米颗粒作为添加剂的润滑油的摩擦性能。

纳米润滑材料的合成和性能研究随着科学技术的不断发展，纳米材料的研究和应用在各个领域都取得了重要突破。

其中，纳米润滑材料作为一种在摩擦和磨损控制方面具有广阔应用前景的材料，引起了研究人员的广泛关注。

纳米润滑材料的合成是研究的重要内容之一。

传统润滑材料主要由润滑油和固体润滑添加剂组成，而纳米润滑材料则是将纳米颗粒添加到基础润滑剂中，以提高其摩擦和磨损性能。

纳米颗粒在润滑剂中的添加可以有效地减小摩擦系数和磨损率，增强摩擦表面的抗损伤性能。

在纳米润滑材料的合成中，常用的方法包括机械合成法、化学合成法和物理合成法。

机械合成法是利用机械力作用下的碾磨、挤压等过程，使原料颗粒发生位错、变形等现象，从而促使纳米颗粒的形成。

化学合成法则是通过控制反应条件、物料浓度和温度等参数，使原料在溶液中发生特定的化学反应，从而合成纳米颗粒。

而物理合成法则是通过激光烧结、溅射、热蒸发等物理方法，使原料发生相变或凝聚，形成纳米颗粒。

纳米润滑材料的性能研究是了解其作用机制和应用潜力的关键。

纳米颗粒的添加可以改善润滑剂的减摩和抗磨损性能。

纳米颗粒与金属表面接触后，可以形成一个附着性很好的保护薄膜，从而减小金属表面的摩擦和磨损。

此外，纳米颗粒还可以填充摩擦表面的微观缺陷，起到填充作用，减小摩擦面的接触面积，降低摩擦系数。

针对纳米润滑材料的性能研究，研究人员主要从摩擦系数、磨损率和表面形貌等方面进行评价。

通过实验测试和理论模拟，可以对纳米润滑材料在各种应力条件下的性能进行评估。

同时，对于纳米润滑材料的合成方法和性能评价进行优化和改进，可以进一步提高其摩擦和磨损性能，拓宽其应用范围。

除了摩擦和磨损控制方面的应用外，纳米润滑材料还可以在能源和环境领域发挥重要作用。

例如，在发电和汽车行业中，纳米润滑材料可以用于减少摩擦和能量消耗，提高能源利用率。

另外，纳米润滑材料还可以应用于油井钻杆和航空发动机中，提高设备的工作寿命和可靠性。

总之，纳米润滑材料的合成和性能研究对于摩擦和磨损控制具有重要意义。

《Ni纳米粉体的制备及SPS烧结块体的高压扭转变形行为》篇一摘要本文主要探讨Ni纳米粉体的制备工艺，以及采用放电等离子烧结（SPS）技术制备的Ni基块体材料在高压扭转变形过程中的行为特征。

通过研究，我们深入理解了纳米粉体的合成过程以及其烧结后材料的力学性能和微观结构变化，为进一步优化Ni基材料的制备工艺和性能提供了理论依据。

一、引言随着纳米材料科学的发展，Ni纳米粉体因其优异的物理和化学性能在诸多领域得到了广泛应用。

制备高质量的Ni纳米粉体并研究其烧结后的力学性能和微观结构变化，对于开发高性能的Ni 基材料具有重要意义。

本文重点研究了Ni纳米粉体的制备工艺及SPS烧结块体在高压扭转变形过程中的行为特征。

二、Ni纳米粉体的制备1. 实验材料与方法采用化学还原法，以适当的还原剂与含有Ni离子的溶液反应，制备Ni纳米粉体。

通过控制反应条件，如温度、浓度、反应时间等参数，实现纳米粒子的可控合成。

2. 制备过程及机理详细描述了化学还原法的反应过程，包括原料的混合、反应的进行、产物的分离与纯化等步骤。

并从原子层面探讨了Ni纳米粒子的形成机理。

三、SPS烧结块体的制备1. SPS技术简介介绍放电等离子烧结（SPS）技术的原理、特点及在材料制备中的应用。

2. SPS烧结过程详细描述了SPS烧结过程中温度、压力、时间等参数的设置，以及烧结块体的成型过程。

四、高压扭转变形行为研究1. 实验方法与步骤通过高压扭转实验装置，对SPS烧结后的Ni基块体进行扭转变形实验，观察并记录其变形过程。

2. 变形行为分析对扭转变形过程中的块体进行微观结构观察，分析其变形机制、力学性能及微观结构变化。

探讨了不同条件下（如温度、压力、扭转速度等）的变形行为差异。

五、结果与讨论1. 纳米粉体表征结果通过透射电子显微镜（TEM）等手段，对制备的Ni纳米粉体进行表征，分析其粒径、形貌及结晶情况。

2. SPS烧结块体性能分析对SPS烧结后的块体进行硬度、强度、韧性等力学性能测试，分析其微观结构与性能之间的关系。

纳米金属铜粉的制备方法及应用
纳米金属铜粉因其具有独特的光、电、磁、热和化学特性，广泛应用于高效催化剂、导电电浆、陶瓷材料、高导电率、高比强度合金和固体润滑剂等领域。

目前纳米金属铜的制备方法主要有：化学还原法、微乳液法、多元醇法、有机前驱体热分解法、电化学法等。

 一、纳米金属铜粉的制备方法
 1、化学还原法
 化学还原法是目前实验室和工业上制备纳米最常用的制备方法。

 其方法是选择合适的可溶性铜盐前驱体与适当的还原剂如N2H4H2O、NaBH4抗坏血酸等在液相中进行反应，Cu2+还原、成核生长为纳米铜粉体。

在化学还原法制备金属纳米粒子过程中，纳米铜易氧化或团聚，限制了其实际应用。

表面修饰技术为纳米微粒表面改性提供了切实可行的途径。

通过对纳米微粒表面的修饰，可以改善纳米粒子的分散稳定性，同时使微粒表面产生新的物理化学性质，另外还可以改善纳米粒子与其它物质之间的相容性，从而有效解决纳米微粒团聚氧化失活等问题。

利用化学还原法制备铜纳米材料常见的分子配体包括表面活性剂、各种聚合物和树枝状大分子、硫醇及其衍生物等。

 化学还原法优点是：操作方便、易于控制。

例如可通过改变反应参数如还原剂的种类、前驱体浓度、反应温度和时间，尤其是表面活性剂用量与种类等控制其成核和生长过程，从而控制颗粒尺寸和形貌。

另外，这种方法对设备的要求低，所用的原材料为廉价的无机盐，反应可以在较温和的条件下进行，工艺流程简单，易于扩大到工业化生产。

第52卷第12期表面技术2023年12月SURFACE TECHNOLOGY·1·专题——多场赋能清洁切削/磨削纳米生物润滑剂微量润滑磨削性能研究进展宋宇翔1，许芝令2，李长河1*，周宗明3，刘波4，张彦彬5，Yusuf Suleiman Dambatta1,6，王大中7（1.青岛理工大学 机械与汽车工程学院，山东 青岛 266520；2.青岛海空压力容器有限公司， 山东 青岛 266520；3.汉能（青岛）润滑科技有限公司，山东 青岛 266100；4.四川新航钛科技有限公司，四川 什邡 618400；5.香港理工大学超精密加工技术国家重点实验室，香港 999077；6.艾哈迈杜·贝洛大学 机械工程学院，扎里亚 810106；7.上海工程技术大学 航空运输学院，上海 200240）摘要：微量润滑是针对浇注式和干磨削技术缺陷的理想替代方案，为了满足高温高压边界条件下磨削区抗磨减摩与强化换热需求，进行了纳米生物润滑剂作为微量润滑的雾化介质探索性研究。

然而，由于纳米生物润滑剂的理化特性与磨削性能之间映射关系尚不清晰，纳米生物润滑剂作为冷却润滑介质在磨削中的应用仍然面临着严峻的挑战。

为解决上述需求，本文基于摩擦学、传热学和工件表面完整性对纳米生物润滑剂的磨削性能进行综合性评估。

首先，从基液和纳米添加相的角度阐述了纳米生物润滑剂的理化特性。

其次，结合纳米生物润滑剂独特的成膜和传热能力，分析了纳米生物润滑剂优异的磨削性能。

结果表明，纳米生物润滑剂优异的传热和极压成膜性能显著改善了磨削区的极端摩擦条件，相比于传统微量润滑，表面粗糙度值（Ra）可降低约10%~22.4%。

进一步地，阐明了多场赋能调控策略下，磨削区纳米生物润滑剂浸润与热传递增效机制。

最后，针对纳米生物润滑剂的工程和科学瓶颈提出了展望，为纳米生物润滑剂的工业应用和科学研究提供理论指导和技术支持。

关键词：磨削；微量润滑；纳米生物润滑剂；多场赋能；表面完整性；理化特性中图分类号：TG580.6 文献标识码：A 文章编号：1001-3660(2023)12-0001-19DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2023.12.001Research Progress on the Grinding Performance of NanobiolubricantMinimum Quantity LubricationSONG Yu-xiang1, XU Zhi-ling2, LI Chang-he1*, ZHOU Zong-ming3, LIU Bo4,ZHANG Yan-bin5, DAMBATTA Y S1, WANG Da-zhong7收稿日期：2022-11-03；修订日期：2023-05-19Received：2022-11-03；Revised：2023-05-19基金项目：国家自然科学基金（52105457，51975305）；山东省科技型中小企业创新能力提升工程（2021TSGC1368）；青岛市科技成果转化专项园区培育计划（23-1-5-yqpy-17-qy）；泰山学者工程专项经费（tsqn202211179）；山东省青年科技人才托举工程（SDAST2021qt12）；山东省自然科学基金（ZR2023QE057，ZR2022QE028，ZR2021QE116，ZR2020KE027）Fund：The National Natural Science Foundation of China (52105457, 51975305); The Science and Technology SMEs Innovation Capacity Improvement Project of Shandong Province (2021TSGC1368); Qingdao Science and Technology Achievement Transformation Special Park Cultivation Programme (23-1-5-yqpy-17-qy); The Special Fund of Taishan Scholars Project (tsqn202211179); The Youth Talent Promotion Project in Shandong (SDAST2021qt12); The Natural Science Foundation of Shandong Province (ZR2023QE057, ZR2022QE028, ZR2021QE116, ZR2020KE027)引文格式：宋宇翔, 许芝令, 李长河, 等. 纳米生物润滑剂微量润滑磨削性能研究进展[J]. 表面技术, 2023, 52(12): 1-19.SONG Yu-xiang, XU Zhi-ling, LI Chang-he, et al. Research Progress on the Grinding Performance of Nanobiolubricant Minimum Quantity Lubrication[J]. Surface Technology, 2023, 52(12): 1-19.*通信作者（Corresponding author）·2·表面技术 2023年12月(1. School of Mechanical and Automotive Engineering, Qingdao University of Technology, Shandong Qingdao, 266520, China;2. Qingdao Haikong Pressure Vessel Sales Co., Ltd., Shandong Qingdao, 266520, China;3. Hanergy (Qingdao) LubricationTechnology Co. Ltd., Shandong Qingdao, 266100, China; 4. Sichuan New Aviation Ta Technology Co., Ltd., Sichuan Shifang 618400, China; 5. State Key Laboratory of Ultra-precision Machining Technology, Hong Kong Polytechnic University, Hong Kong, China, 999077, China; 6. Mechanical Engineering Department, Ahmadu Bello University, Zaria, 810211, China;7. School of Air Transportation, Shanghai University of Engineering Science, Shanghai, 201620, China)ABSTRACT: The negative impact of traditional mineral oil based grinding fluids on environmental protection, human health and manufacturing costs can hardly meet the development needs of green manufacturing. Minimum quantity lubrication (MQL) atomizes a small amount of biodegradable biolubricants with compressed air to form micro droplets to providing lubrication and anti-wear effects, which is an ideal alternative to flooding and dry grinding technology defects. In order to meet the requirements of anti-wear and friction reduction and enhanced heat transfer in the grinding zone under high temperature and high pressure boundary conditions, nanobiolubricants have been widely investigated as atomised media for minimum quantity lubrication.However, the application of nanobiolubricants as cooling and lubrication media in grinding still faces serious challenges due to the unclear mapping relationship between the physicochemical properties of nanobiolubricants and grinding performance. This is due to the fact that the mechanisms of action of nanoparticles on lubricants is a result of multiple coupling factors.Nanoparticles will not only improve the heat transfer and tribological properties of biological lubricants, but also increase their viscosity. However, the coupling mechanisms between the two factors are often be overlooked. In addition, as a cooling and lubrication medium, the compatibility between nanobiolubricants with different physical and chemical properties and workpiece materials also needs to be further summarized and evaluated. To address these needs, this paper presents a comprehensive assessment of the grinding performance of nanobiolubricants based on tribology, heat transfer and workpiece surface integrity.Firstly, the physicochemical properties of nanobiolubricants were described from the perspectives of base fluids and nano additive phase. And factors which influenced thermophysical properties of nanobiolubricants were analysed. Secondly, the excellent grinding performance of the nanobiolubricants was analysed in relation to their unique film-forming and heat transfer capabilities. Coolingand lubrication mechanism of nanobiolubricants in grinding process was revealed. The results showed that nanobiolubricants can be used as a high-performance cooling lubricant under the trend of reducing the supply of grinding fluids.The excellent heat transfer and extreme pressure film-forming properties of nanobiolubricants significantly improved the extreme friction conditions in the grinding zone, and the surface roughness values (Ra) could be reduced by about 10%-22.4%, grinding temperatures could be reduced by about 13%-36% compared with the traditional minimum quantity lubrication.Furtherly, the multi-field endowment modulation strategy was investigated to elucidate the mechanism of nanobiolubricant infiltration and heat transfer enhancement in the multi-field endowed grinding zone. Multiple fields such as magnetic and ultrasonic fields have improved the wetting performance of nanobiolubricant droplets, effectively avoiding the thermal damage and enabling the replacement of flood lubrication. In the grinding of hard and brittle materials, ultrasonic energy not only enhances the penetration of the grinding fluid through the pumping effect, but also reduces the brittle fracture of the material, and the surface roughness value (Ra) can be reduced by about 10%-15.7% compared with the traditional minimum quantity lubrication. Finally, an outlook for engineering and scientific bottleneck of nanobiolubricants was presented to provide theoretical guidance and technical support for the industrial application and scientific research of nanobiolubricants.KEY WORDS: grinding; minimum quantity lubrication; nanobiolubricants; multi-field empowerment; surface integrit;physicochemical property磨削作为机械加工中的一项关键技术，是保证表面完整性所必需的精密加工方法[1]。

科技进展纳米粒子添加剂在润滑剂中的应用与开发王　九1,陈波水1,黄维九2(11后勤工程学院军事油料应用工程系,重庆400016;21重庆工学院机械工程系,重庆400050)摘要:具有特殊的物理、化学性质的纳米粒子在摩擦学领域引起人们极大的兴趣。

研究表明,纳米粒子添加剂具有优良的抗磨减摩性能。

但目前含纳米粒子润滑剂的商业产品寥寥无几,这主要是由于纳米粒子在润滑剂中的分散性和稳定性问题还没得到很好解决。

本文详细综述了纳米粒子在润滑油中的分散性及稳定性的研究现状,纳米粒子作为油品添加剂的应用与开发等问题。

关键词:纳米粒子;分散性;稳定性;润滑添加剂;抗磨减摩性能中图分类号:T B383 文献标识码:A 文章编号:1002-1116(2001)02-0013-05 纳米粒子是指由极细晶粒组成,特征维度尺寸在纳米量级(1～100nm)的固态颗粒。

随着粉末尺寸的逐渐细化,粉末的结构和性质都要发生变化。

第一是体积效应,细化到一定程度,由多晶体变为单晶体;第二是表面效应,随着粒子的细化,比表面积增加,处于表面的原子百分数增加;第三是性质上的变化,随着尺寸的细化,粉末的熔点降低,烧结温度下降,表面活性增大,能量由连续的能带变为不连续的能级。

由于纳米粒子属于微观粒子和宏观物体的过渡区域,具有一系列新异的物理、化学性能。

它在磁学、光学和电学等许多方面具有不同寻常的性能,使其在催化、磁性材料、传感器、工程应用、生物学和医学诸多领域都得到广泛应用。

如几个月前,密歇根大学生物纳米技术中心的一群科学家到犹他州的美国陆军大格维试验场去了一趟,他们其行的目的,是展示“纳米炸弹”的威力。

事实上,这种炸弹不会“轰”的一声爆炸,它们是一些分子大的小液滴,其大小只有针尖的1Π5000,作用是炸毁危害人类的各种微小“敌人”,其中包括含有致命生化武器炭疽的孢子[1]。

与以上各应用领域相比,纳米粒子作为润滑油品添加剂的研究还处于起步阶段。

目前关于纳米粒子作为润滑添加剂使用的效果、作用机理方面的报道很少,并且还存在相互矛盾甚至相反的结论。