纳米润滑材料及表面改性研究进展
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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。
纳米微粒在改善润滑方面的研究进展3梁秀娟1,2,胡小芳1,嵇海旭2,胡大为1(1 华南理工大学机械与汽车工程学院,广州510640;2 广东海洋大学工程学院机械系,湛江524088)摘要 由于纳米微粒的独特性能,使其在改善润滑方面取得了很大进步。
通过对纳米微粒特性的描述和纳米微粒在润滑性能方面的测试以及国内外已经取得的各种纳米微粒在润滑方面的一些成果,阐述了当今纳米微粒在改善润滑方面的发展状况和纳米微粒的润滑机理,同时指出了目前发展的不足。
关键词 纳米微粒 摩擦学性能 减摩 抗磨中图分类号:T H117.2+2;TE624.82Study of N ano 2particles B ased on the Improvement of LubricationL IAN G Xiujuan 1,2,HU Xiaofang 1,J I Haixu 2,HU Dawei 1(1 School of Mechanical &Automobile Engineering ,South China University of Technology ,Guangzhou 510640;2 Engineering College ,Guangdong Ocean University ,Zhanjiang 524088)Abstract Due to the unique performance of nanoparticle ,great progress has been made on improvement of lu 2brication.Through the description of characteristic of nanoparticle ,the performance testing in lubricating and all kinds of outcomes people have made ,the development of nanoparticle based on the improvement of lubrication is described ,and lubrication mechanism of nanoparticle is illustrated.Furthermore ,the inadequacy of current development is pointed out.K ey w ords nanoparticles ,tribological properties ,anti 2friction ,anti 2wear 3广东省工业攻关项目基金(2005B10301051) 梁秀娟:女,1973年生,博士研究生 E 2mail :lxjjhx @ 胡小芳:通讯作者,男,1956年生,教授,博士生导师,主要从事粉体材料及其交叉学科方向研究0 引言摩擦是一种自然现象,各种机械零件因摩擦磨损而失效的数量约占全部失效零件的50%以上。
纳米材料在润滑油中的应用与性能研究润滑油在机械设备中扮演着重要的角色,它能有效减少摩擦和磨损,延长机械设备的使用寿命。
传统的润滑油通常采用添加剂来改善其性能,然而随着纳米技术的发展,纳米材料在润滑油中的应用逐渐成为研究的热点。
本文将探讨纳米材料在润滑油中的应用与性能,并对其研究现状进行分析和总结。
一、纳米材料在润滑油中的应用1.1 纳米材料的种类纳米材料是一种具有特殊结构和性质的材料,其尺寸在纳米级别(10^-9米)范围内。
常见的纳米材料有纳米金属颗粒、纳米氧化物、纳米碳材料等。
这些纳米材料具有高比表面积、优异的力学性能和独特的表面效应,使其在润滑油中具有广泛的应用潜力。
1.2 纳米材料的应用方式在润滑油中应用纳米材料有两种常见的方式:一是直接将纳米材料添加到润滑油中;二是将纳米材料负载在载体上,形成纳米润滑剂。
这两种方式各有其优势和适用情况。
直接添加纳米材料可以简化工艺流程,但存在分散性和稳定性等问题;而负载纳米润滑剂则可以提高纳米材料的稳定性和分散性,以及润滑油的使用效果。
二、纳米材料在润滑油中的性能研究2.1 摩擦降低性能纳米材料在润滑油中的应用主要目的之一就是降低摩擦系数和磨损率。
通过添加纳米材料,可以改善润滑油的润滑性能,减少金属表面间的直接接触,从而减少摩擦和磨损。
研究表明,纳米金属颗粒和纳米氧化物等纳米材料在润滑油中的应用可以显著降低材料的摩擦系数,并减少磨损量。
2.2 抗氧化性能纳米材料在润滑油中的应用还可以提高润滑油的抗氧化性能。
纳米氧化物具有高度的化学稳定性和抗氧化性能,可以吸附和中和润滑油中的有害物质,延缓润滑油氧化和老化的过程。
研究表明,添加纳米氧化物的润滑油能够在高温高压等恶劣环境下保持较好的抗氧化能力,提高润滑油的使用寿命。
2.3 负载纳米润滑剂的性能研究负载纳米润滑剂是一种新型润滑油材料,其在润滑油中的应用也得到了广泛的关注。
负载纳米润滑剂通常由纳米材料和载体组成,通过纳米材料和润滑油的相互作用,形成稳定的纳米润滑剂。
纳米级金属润滑剂在新能源汽车传动系统中的应用研究随着全球能源危机不断加剧,新能源汽车作为未来可持续发展的重要选择已经成为汽车行业的热门话题。
新能源汽车的传动系统作为车辆的核心部件之一,对于其性能和寿命具有至关重要的影响。
传统润滑剂在传动系统中的应用已经无法满足新能源汽车对于高效、环保、低噪音的要求,因此纳米级金属润滑剂的应用成为解决方案之一。
近年来,随着纳米技术的发展,纳米级金属润滑剂逐渐引起了研究者的广泛关注。
纳米级金属润滑剂具有优异的耐磨性、抗氧化性和化学稳定性,能够显著提高传动系统的工作效率和寿命。
本文旨在探讨,分析其性能优势、应用效果及存在的问题,并提出未来的研究方向。
第一部分将介绍新能源汽车传动系统的发展现状及存在的问题。
随着汽车工业的不断进步,传统燃油汽车已经无法满足人们对于环保、能源节约的需求。
新能源汽车通过采用电动机驱动实现了零排放和低噪音的优势,但传动系统的效率和可靠性仍然是一个亟待解决的问题。
传统润滑剂在新能源汽车传动系统中存在润滑效果差、易挥发、不能承受高温高压等缺点,因此迫切需要一种新型的润滑剂来提升传动系统性能。
第二部分将阐述纳米级金属润滑剂的特性及优势。
纳米级金属润滑剂具有纳米级尺寸效应和量子效应,表现出优异的摩擦学特性和耐磨性。
与传统润滑剂相比,纳米级金属润滑剂能够在微观尺度上填充材料表面的微裂纹和凹坑,形成均匀的保护膜,有效降低摩擦和磨损。
此外,纳米级金属润滑剂还具有良好的抗氧化性和化学稳定性,能够有效延长传动系统的使用寿命。
第三部分将探讨纳米级金属润滑剂在新能源汽车传动系统中的应用效果。
研究表明,将纳米级金属润滑剂添加到传动系统中可以显著降低摩擦系数,提高传动效率,减少能源损耗。
同时,纳米级金属润滑剂还能有效减少传动系统的磨损和噪音,提升车辆的行驶舒适性和稳定性。
因此,纳米级金属润滑剂在新能源汽车传动系统中具有广阔的应用前景。
第四部分将讨论纳米级金属润滑剂在新能源汽车传动系统中存在的问题及改进措施。
纳米SiO2的表面改性及作为润滑油添加剂的研究进展
李春风;罗新民;肖绍峰
【期刊名称】《中国粉体技术》
【年(卷),期】2007(013)002
【摘要】纳米SiO2用作润滑油添加剂的研究尚处于起步阶段,但从研究结果看出,它具有优良的摩擦学性能.本文中简单介绍了纳米SiO2表面改性方法,总结了它作为润滑油添加剂的研究现状;并对作用机理进行了探讨;最后提出其作为润滑油添加剂的发展趋势,即纳米SiO2粒子的制备和表面修饰的"一体化",制备高聚物-纳米SiO2杂化粒子以及对其摩擦学机理进行研究.
【总页数】4页(P43-45,48)
【作者】李春风;罗新民;肖绍峰
【作者单位】后勤工程学院,油料应用与管理工程系,重庆,400016;后勤工程学院,油料应用与管理工程系,重庆,400016;中国人民解放军65142部队,辽宁,铁岭,112609【正文语种】中文
【中图分类】TB383
【相关文献】
1.PMMA/SiO2纳米杂化材料的制备及作为润滑油添加剂的摩擦学性能 [J], 李春风;罗新民;侯滨;王志民
2.纳米SiO2作为润滑油添加剂性能及机理研究进展 [J], 李春风;罗新民;肖绍峰
3.改性纳米TiO2/SiO2作为润滑油添加剂的摩擦性能研究 [J], 梁超;陈文刚;冯少盛;王建飞
4.表面改性海泡石纳米纤维作为润滑油添加剂的摩擦学行为 [J], 尹艳丽;于鹤龙;王红美;魏敏;史佩京;白志民;张伟;徐滨士
5.PMMA/SiO2纳米杂化材料作为润滑油添加剂的摩擦磨损性能研究 [J], 李春风;陈波水;罗新民;侯滨
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纳米润滑添加剂的研究现状及发展趋势摘要:回顾了纳米材料作为润滑添加剂的研究状况;比较了不同纳米材料添加剂对摩擦学性能的影响;综述了纳米材料的抗磨减摩机理。
介绍当今国外此领域的研究现状,指出结构型纳米材料是在本领域的研究新热点;展望了纳米润滑油添加剂的发展前景,并指出了需要进一步深入研究的有关问题。
关键词:纳米材料;摩擦学性能;润滑添加剂1纳米材料的结构与特性同宏观上三维方向都具备足够大尺寸的常规材料相比,纳米材料是一种低维材料,即在一维、二维甚至三维方向上尺寸为纳米级(0.1~100nm)。
纳米材料按空间维数分为以下四种:(1)零维的原子簇和原子簇的集合,即纳米粒子;(2)一维的多层薄膜,即纳米膜;(3)二维的超细颗粒覆盖膜(4)三维的纳米块体材料。
由于纳米材料的表面原子数与总原子数之比随材料尺寸的急剧变小而急剧增大,表面原子的晶场环境和结合能与内部原子不同,表面原子周围缺少相邻原子,因而具有许多悬空键,具备不饱和性质,表面积、表面能和表面结合能都迅速增大,产生了所谓的“表面效应”。
当纳米材料尺寸同传导电子的直布罗意波长相当或更小时,周期性的边界条件将被破坏,材料的磁性、内压、光吸收、热阻等性质比起普通体相材料都发生了很大变化,这称为纳米材料的“体积效应”。
随着纳米材料的尺寸下降到一定值时,费米能级附近的电子能级变为分立能级的现象称为“量子尺寸效应”。
纳米材料上述独特的结构特性导致纳米材料产生了诸如高扩散性、易烧结性、熔点降低、硬度增大、催化反应活性增大等一系列特性,使得它在精细陶瓷、催化剂、电子元件、磁光元件等方面得到广泛应用。
2纳米材料润滑作用机理纳米粒子作为润滑材料有明显的作用,但其作用机理还没有真正研究清楚,目前对其作用机理有多种推测。
一种理论认为,纳米粒子尺寸较小,近似球型,在摩擦副间可以像鹅卵石一样自由滚动,类似微轴承作用,减少了摩擦阻力,降低了摩擦系数,减少了磨损,这种“滚珠轴承”的摩擦原理目前还缺乏进一步的实验支持。
纳米颗粒对润滑油性能的改善研究纳米材料的应用一直是当代科技领域的研究热点。
在润滑材料领域,纳米颗粒的引入被认为是一种有效的方法,可以提高润滑油的性能和降低机械部件的磨损。
本文将探讨纳米颗粒对润滑油性能的改善研究,包括纳米颗粒的选择、添加方式以及对润滑油性能的影响等方面。
首先,选择合适的纳米颗粒至关重要。
纳米颗粒在润滑油中起到填充物的作用,可以填补润滑油分子之间的空隙,从而改善摩擦和磨损性能。
常见的纳米颗粒包括氧化铁、二氧化硅和碳纳米管等。
这些纳米颗粒具有高比表面积和较大的表面能,使得它们能够与润滑油分子更好地相互作用。
其次,纳米颗粒的添加方式对于润滑油性能的改善也有着重要的影响。
目前常用的添加方式有两种:一是将纳米颗粒直接添加到润滑油中,形成纳米润滑油;另一种是通过阳极氧化、溶胶-凝胶等方法将纳米颗粒引入金属基体,形成含有纳米颗粒的金属复合材料。
两种添加方式都能在一定程度上改善润滑油的性能,但是纳米润滑油的研究更为深入和广泛。
纳米颗粒对润滑油性能的改善主要表现在以下几个方面。
首先,纳米颗粒的添加可以有效减少润滑油的摩擦系数。
纳米颗粒填充润滑油分子之间的空隙,形成一个均匀的纳米网络结构,阻碍摩擦表面的直接接触。
其次,纳米颗粒能够提高润滑油的抗磨损性能。
纳米颗粒的高表面能使其与金属表面形成一层保护膜,有效减少磨损和腐蚀。
此外,纳米颗粒还可以改善润滑油的抗氧化和抗腐蚀性能,延长润滑油的使用寿命。
然而,纳米颗粒对润滑油性能的改善也存在一些挑战与问题。
首先,纳米颗粒的添加需要调整润滑油的配方,这可能增加制造成本。
其次,纳米颗粒的长期稳定性和分散性也是一个关键问题,需要进一步研究和改进。
此外,纳米颗粒的添加可能对环境产生潜在风险,需要进行安全评估。
总之,纳米颗粒对润滑油性能的改善研究是一个具有重要意义的课题。
选择合适的纳米颗粒和添加方式,能够有效地改善润滑油的摩擦和磨损性能,延长机械部件的使用寿命。
然而,仍需解决纳米颗粒长期稳定性和环境风险等问题,促进纳米颗粒在润滑油领域的商业化应用。
櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡~综 述~櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡櫡收稿日期:2020 08 07作者简介:袁超(1996—),男,安徽合肥人,硕士研究生,主要从事纳米润滑油添加剂分散和表面改性研究工作。
联系电话:18325533905;E mail:1989167946@qq.com通信作者:刘宁(1962—),男,安徽合肥人,教授,从事材料热处理研究工作。
联系电话:13013061306;E mail:2042845889@qq.com用作润滑添加剂的纳米粒子的研究进展袁 超,刘 宁,李 岗,潘 亚(合肥工业大学材料学院,安徽合肥230009)摘 要:纳米粒子是指直径为1~100nm的超细微粒,其比表面积和表面能高,尺寸效应小,因此具有独特殊的物理化学性质。
用作润滑油的添加剂,具有抗磨减摩作用,从而有效改善润滑油的性能。
纳米润滑添加剂有单质碳和单质金属等单质剂、纳米氧化物、纳米硼酸盐和纳米硫化物等。
用作润滑油添加剂的纳米粒子抗磨减摩的机制为吸附、渗透和摩擦化学反应以及滚珠效应。
要实现纳米粒子在润滑油中均匀稳定地分散,需对纳米粒子进行表面改性处理。
纳米粒子在润滑油中的分散方法有物理分散和化学分散法,其表面改性方法主要有表面活性剂法、表面沉积法、偶联剂法、酯化反应法和表面接枝改性法等。
关键词:纳米粒子;润滑添加剂;润滑机制;分散;表面改性中图分类号:TG174 文献标志码:A 文章编号:1008 1690(2020)05 0008 07ProgressofResearchonNanoparticlesUsedasLubricatingAdditiveYUANChao,LIUNing,LIGang,PANYa(SchoolofMaterialsScienceandEngineering,HefeiUniversityofTechnology,Hefei230009,AnhuiChina)Abstract:Nanoparticleisatypeofultra fineparticlewhosediameterrangesfrom1to100nm,hasuniquephysicalandchemicalpropertiesthatresultfromlargespecificsurfaceareaandsurfaceenergyandsmalldimensionaleffect,ifaddedtolubricatingoil,caneffectivelyimprovethelubricatingperformancebecauseofitsanti wearandanti frictioneffect.Thenanolubricatingadditivesinvolveelementaladditivessuchaselementalcarbonandelementalmetal,nanooxide,nanoborateandnanosuphide.Themechanismswherebythenanoparticlesusedasadditiveforlubricatingoilenableanti wearandanti frictionareadsorption,permeationandtribochemicalreactions,aswellastheballeffect.Inordertoachieveuniformandstabledispersionofthenanoparticlesinlubricant,itisnecessarythatthesurfacemodificationofnanoparticleswascarriedout.Themethodsofdispersingnanoparticulesinlubricantincludephysicaldispersionandchemicaldispersion,andtheirsurfacemodificationismainlyperformedbysurfactantmethod,surfacedepositionmethod,conjugateagentmethod,esterificationreactionmethodandsurfacegraftmodificationmethod.Keywords:nanoparticule;lubricationadditives;lubricationmechanism;dispersion;surfacemodification0 引言纳米粒子是指直径为1~100nm的超细微粒,其比表面积和表面能高,尺寸效应小,因此具有特殊的物理化学性质。
机械工程领域纳米润滑技术研究近年来,机械工程领域纳米润滑技术的研究引起了广泛关注。
纳米润滑技术的出现,为解决机械系统的摩擦、磨损等问题提供了新的思路和方法。
本文将围绕机械工程领域纳米润滑技术的研究展开论述。
1. 纳米润滑技术的发展历程纳米润滑技术起源于20世纪80年代初的石墨烯研究,随着科学技术的不断进步,纳米材料的制备和性能研究逐渐成熟。
在机械工程领域,纳米润滑技术的研究始于20世纪90年代,最初的目标是改善摩擦副的工作性能。
随着纳米颗粒的应用和理论研究的深入,纳米润滑技术的研究逐渐拓展到减小摩擦磨损、增加润滑油的使用寿命和提高机械系统的工作效率等诸多领域。
2. 纳米润滑技术的原理纳米润滑技术的原理主要是利用纳米颗粒的特殊性能来改善润滑副的摩擦和磨损行为。
首先,纳米颗粒具有较大的比表面积和较高的表面能,能够吸附在摩擦表面形成一层保护膜,减小接触面的摩擦阻力。
其次,纳米颗粒还具有较好的填充性能,能够填充摩擦表面微观缺陷,减小表面接触面积,降低摩擦副的磨损行为。
此外,纳米颗粒具有良好的流动性和可分散性,可以均匀地分散在润滑油中,提高润滑油的润滑性能和抗磨性能。
3. 纳米润滑技术在机械工程领域的应用纳米润滑技术在机械工程领域有着广泛的应用前景。
首先,纳米润滑技术可以应用于传动系统,如发动机减速器、传动齿轮等。
通过添加纳米颗粒到润滑油中,可以显著降低摩擦副的摩擦阻力和磨损程度,延长机械系统的使用寿命。
其次,纳米润滑技术还可以应用于轴承领域。
纳米颗粒的添加能够改善轴承的润滑性能,减小轴承的损耗和噪音,提高传动效率。
此外,纳米润滑技术还可以用于液压系统、摩擦材料、陶瓷刀具等方面,具有广泛的应用前景。
4. 纳米润滑技术的挑战与未来发展虽然纳米润滑技术在机械工程领域有着巨大的应用潜力,但其发展仍面临一些挑战。
首先,纳米颗粒的制备和稳定性仍需进一步研究和改进。
其次,纳米润滑技术的经济性和可持续性也需要进一步探索。