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石墨烯类添加剂在润滑中的应用研究进展李占君;张永振;何强;杜三明【摘要】The research results of graphene nano material as additive in lubricating oil,water,anti-friction composites,lubricating grease in recent years were viewed.The influence of graphene nano additive on the tribological properties of materials was analyzed,the friction and wear mechanism was summarized.It was pointed out that the future research direction of graphene as high performance lubricating additives,including controllable graphene modification,the factors that influence the optimum amount of graphene additives in lubricating medium and the dispersion stability were studied,the tribological and chemical mechanism between grapheme additive and lubricants and the mechanism of synergistic effect between grapheme additive and other nano additives,and the mechanism of graphene additive to form a protective film in the friction process.%综述近年来国内外对石墨烯类纳米材料作为添加剂在油润滑、水润滑、减摩复合材料、脂润滑等方面的研究成果,分析石墨烯类纳米添加剂对材料摩擦学性能的影响,总结其摩擦磨损机制,并指出石墨烯类作为高性能润滑添加剂未来的研究方向,包括石墨烯的可控改性处理、石墨烯类添加剂在润滑介质中最佳添加量及分散稳定性的影响因素、石墨烯类添加剂与润滑剂间的摩擦化学机制及与其他纳米添加剂的协同作用机制、石墨烯类添加剂在摩擦过程中形成保护膜的机制.【期刊名称】《润滑与密封》【年(卷),期】2017(042)010【总页数】8页(P133-140)【关键词】石墨烯;添加剂;润滑;摩擦;磨损【作者】李占君;张永振;何强;杜三明【作者单位】武汉材料保护研究所,特种表面保护材料及应用技术国家重点实验室湖北武汉430030;安阳工学院机床关键功能部件重点实验室河南安阳455000;河南科技大学高端轴承摩擦学技术与应用国家地方联合工程实验室河南洛阳471003;安阳工学院机床关键功能部件重点实验室河南安阳455000;河南科技大学高端轴承摩擦学技术与应用国家地方联合工程实验室河南洛阳471003【正文语种】中文【中图分类】TH117.2被称为“神奇材料”的石墨烯的发现，不仅使两名英国物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫获得诺贝尔物理学奖，甚至有可能“彻底改变21世纪”。
纳米润滑剂工作原理
纳米润滑剂是一种新型润滑剂，其颗粒大小在1-100纳米之间。
相比传统润滑剂，纳米润滑剂具有更好的润滑性能和更长的使用寿命。
纳米润滑剂的工作原理主要是通过其纳米颗粒的特殊性质来实
现的。
首先，纳米颗粒具有极大的比表面积，可以提供更多的润滑面积，从而有效减少摩擦和磨损。
其次，纳米颗粒的尺寸远小于润滑膜的厚度，可以更好地渗透到金属表面的微观凹坑中，形成更加均匀的润滑膜，从而实现更好的润滑效果。
此外，纳米润滑剂还具有一些其他的优点。
例如，其颗粒大小接近于分子级别，因此其在润滑剂中的分散性更好，可以更均匀地润滑整个润滑面。
此外，纳米润滑剂还具有优异的抗氧化性能和稳定性，可以在更大的温度范围内保持其润滑效果。
总之，纳米润滑剂是一种非常有前途的新型润滑剂。
其优异的润滑性能和稳定性将会为各种机械设备的运行和维护带来很多好处。
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向钻井液中加入纳米颗粒的效果研究随着石油和天然气的需求不断增长，钻井液在油气勘探和开发领域中扮演着至关重要的角色。
钻井液广泛应用于钻井过程中的冷却、润滑、封堵等方面，因此，有效地提高钻井液的性能和效果，对于提高钻井效率和节约成本具有重要意义。
纳米颗粒作为一种新兴的材料，因其在领域、表面自由能、热力学等性质上的特殊性，被广泛研究和应用。
在钻井液中添加纳米颗粒具有很多潜在的优势，可以调整钻井液的性能并提升其整体效果。
本文将分析和总结添加纳米颗粒到钻井液中的研究成果，并探讨其对钻井液性能的影响。
首先，纳米颗粒的添加可以调整钻井液的流变性能。
研究表明，添加纳米颗粒可以改善钻井液的流变性能，如降低黏度、增加剪切力和抗剪切性等。
这是因为纳米颗粒具有高比表面积和较小的尺寸，可以在钻井液中形成均匀的分散态，增加钻井液的分子间离散力，并增加钻井液的剪切强度和稳定性。
其次，添加纳米颗粒还可以改善钻井液的润滑和冷却性能。
研究表明，纳米颗粒具有优异的润滑性能，可以降低钻井液与钻杆之间的摩擦力，减少钻杆的磨损和热量产生。
此外，纳米颗粒还可以增加钻井液的热传导性能，促进钻井液对钻头的冷却，防止钻头过热和磨损。
除此之外，纳米颗粒还可以提高钻井液的封堵性能。
研究表明，添加纳米颗粒可以增强钻井液颗粒的尺寸和形状分布，使其能够有效地填充井壁裂隙和井眼失稳区域，形成致密的泥层，防止井壁塌陷和漏失。
这不仅可以提高钻井液的封堵效果，还可以减少钻井中断和井眼事故的发生。
然而，需要注意的是，纳米颗粒的添加对钻井液性能的影响并非没有局限性。
研究表明，添加过多的纳米颗粒可能会导致钻井液粘度过高，降低钻井液的流动性，并可能引起井口堵塞的问题。
因此，在实际应用中，需要对纳米颗粒的添加量和分散性进行适当调控，以确保钻井液的稳定性和性能。
综上所述，添加纳米颗粒到钻井液中具有调整流变性能、改善润滑和冷却性能以及提高封堵性能等多方面的优势。
然而，在实际应用中需要注意纳米颗粒的添加量和分散性的控制，以确保钻井液的稳定性和性能的提升。
纳米润滑油的制备方法纳米润滑油是一种基于纳米技术制备的润滑油，其具有出色的润滑性能和热稳定性，能够在高温高压环境下保持良好的润滑效果。
本文将介绍纳米润滑油的制备方法。
纳米润滑油的制备方法主要有以下几种：1. 微乳化法：该方法是通过在润滑油中加入表面活性剂和纳米颗粒，形成稳定的微乳液。
首先，选择合适的表面活性剂和纳米颗粒，将其加入到润滑油中，并进行搅拌和超声处理，使其均匀分散。
然后，通过调节温度和pH值等条件，使微乳液形成稳定的纳米润滑油。
2. 溶胶-凝胶法：该方法是通过溶胶-凝胶过程来制备纳米润滑油。
首先，选择合适的溶胶和凝胶剂，将其溶解在润滑油中，形成溶胶。
然后，通过调节温度和pH值等条件，使溶胶逐渐凝胶，并形成纳米颗粒分散在润滑油中。
最后，通过热处理或其他方法，将凝胶固化为纳米润滑油。
3. 真空浸渍法：该方法是通过将纳米颗粒浸渍到润滑油中来制备纳米润滑油。
首先，选择合适的纳米颗粒，将其分散在溶剂中。
然后，将润滑油置于真空条件下，使其与纳米颗粒接触，通过表面张力和扩散作用，使纳米颗粒浸渍到润滑油中。
最后，通过蒸发溶剂或其他方法，将纳米颗粒固定在润滑油中。
4. 离子交换法：该方法是通过离子交换过程来制备纳米润滑油。
首先，选择具有离子交换性能的离子交换树脂或其他材料，将其与润滑油接触，使纳米颗粒附着在离子交换材料上。
然后，通过调节温度、pH值和离子浓度等条件，使纳米颗粒从离子交换材料释放到润滑油中。
最后，通过过滤和洗涤等步骤，得到纳米润滑油。
纳米润滑油的制备方法多种多样，每种方法都有其独特的优点和适用范围。
通过选择合适的制备方法，可以得到具有良好性能的纳米润滑油。
未来，随着纳米技术的不断发展和进步，纳米润滑油的制备方法将会更加多样化和高效化，为工业生产和机械设备的运行提供更好的润滑保护。
311 科学管理2019年第2期
润滑油中加入纳米添加剂可以改善润滑油在摩擦副中的摩擦学性能，主要是在摩擦副之间形成摩擦膜来改善润滑油的抗磨减摩性能，进而减少机械部件等的磨损[1]。由于纳米材料的本身较大的表面能和比表面积，所以粒子相互之间极易形成团聚，那么在润滑油中不能够很好的分散，成为了纳米材料在润滑油中使用的阻碍，从而影响其摩擦效果[2]。为了克服纳米材料的分散稳定性的问题，研究者们利用对纳米材料的表面进行改性的方法。纳米材料的表面改性的方法可分为表面物理和化学修饰两种：一是添加分散剂，利用分散剂的作用让纳米材料均匀稳定地分散在润滑油中，但分散剂或许会使纳米材料的在润滑油中的摩擦学性能有一定的影响；二是将纳米材料进行表面改性，让它在润滑油中的分散稳定性能够一定提升。纳米材料的表面改性主要通过与无机纳米材料复合或者利用有机物的接枝对其改性等方式提高了纳米材料的分散稳定性[3]。本文探讨了纳米材料在润滑油中分散方法的研究进展，并对纳米润滑添加剂未来的发展趋势作出了展望。1 纳米润滑添加剂物理改性表面物理改性其实是改性剂与纳米材料的表面之间不会发生化学反应，改性剂通过氢键、范德华力等作用力吸附在纳米材料的表面，即不会有共价键或者离子键的结合。方法主要包括有：吸附包覆改性法、表面活性剂法和表面沉积改性法[4]。1.1 吸附包覆法吸附包覆法是较早的改性方法，主要是通过将有机高分子、无机物或者生物大分子等在纳米材料表面发生包覆现象来达到改性的过程。就到现在为止所采用的包覆方法主要有：（1）在溶液中让改性剂沉积在或者吸附在纳米材料的表面，去除溶液后形成一种包覆膜；（2）主要针对高分子材料，单体通过吸附在纳米材料的表面上，然后再聚合形成高分子，最后形成包覆膜。纳米材料被包覆以后也就是我们通常称为的“核壳”结构，并将具有新的特性和功能，尤其是对提升纳米材料的分散性有很好的效果。1.2 表面活性剂法该方法是利用相关的表面活性剂来处理纳米材料，使其吸附在纳米材料的表面，因为表面活性剂的存在会使纳米材料的粒子之间存在排斥力，从而可以阻止粒子之间的团聚，使纳米材料可以分散到溶液中。上海海事大学顾彩香等人[5]选择吐温20等作为表面活性剂使CeO2和CaCO3纳米材料在混合溶液中的分散性和稳定性得到了明显的改善。1.3 表面沉积改性法该方法为利用沉淀的反应将其生成物经过沉积到纳米材料的表面，形成一层甚至多层的无化学结合的异质包覆层，进而改变纳米材料的某些特性。例如在纳米二氧化钛(TiO2)表面形成一层氧化铝(Al2O3)的包覆
层，可以增多纳米TiO2的表面的正电荷，提高纳米TiO2
的亲油性，进而可以更好的分散在润滑油中提升它的
摩擦学性能。Won 等人[6]研究了在大气压下沉积在块状
Cu基底上的几层石墨烯涂层的耐久性和退化机理，在干滑动条件下，在几mN的正常载荷下对抗表面。2 纳米润滑添加剂表面化学改性法化学改性的方法是通过改性剂与纳米材料之间的发生化学反应，在纳米材料的表面在一定条件下引入改性剂，从而提升纳米材料的某些特性来达到改性的目的[7]。
2.1 纳米润滑添加剂表面接枝有机小分子有机小分子利用纳米材料的表面的含氧官能团（主要为羟基）与有机小分子的化合物发生化学的反应，使纳米材料的表面接枝上有机的小分子。有机小分子大多为广泛用的偶联剂，这些有机小分子结构简单明确、反应活性较高，接枝在纳米材料表面的工艺很简单，能够很好的提升在润滑油中的分散稳定性。王滨等人[8]研究了通过液相还原法制备出了油酸改性的
铜纳米粒子，所合成的改性的纳米粒子在润滑油中可以较好的分散。2.2 纳米润滑添加剂表面接枝高分子材料纳米材料表面接枝高分子是通过化学反应将高分子化合物在一定条件下接枝到纳米材料的表面。接枝后的材料可以最大的发挥纳米材料和有机高分子两者的特性，起到1+1＞2的效果。在润滑油或者其他有机溶剂中的分散性也可以得到很好的改善。蒋正权等[9]采用油胺（OM）和马来酸酐十二烷基
酯（MADE）作为表面改性剂以制备OM/MADE接枝在二硫化钨（WS2）纳米颗粒上。结果表明，OM接枝
WS2纳米粒子对DIOS基础油的摩擦学性能几乎没有影
响。OM/MADE接枝的WS2纳米颗粒以2.0 wt % 的浓度
添加在相同的基础原料中，然而，表现出良好的分散性并导致摩擦学性能大大提高。原因在于，在含有极性基团和含OM配位基团的MADE进行表面封端后，添加在基础油中的OM/MADE接枝WS2颗粒很好地吸附在
钢-钢触点的滑动表面上，从而得到化学吸附膜具有低
纳米润滑添加剂分散性研究进展黄威1 赵萍萍1 黄港滨2 晏金灿2 王广健11. 淮北师范大学 安徽 淮北 235000 2. 中山大学惠州研究院 广东 惠州 516000摘要：纳米材料作为润滑添加剂可改善润滑油的摩擦学性能，但是纳米材料在润滑油中的分散性极差，导致应用受限。本文综述了改善纳米润滑添加剂分散性的方法。关键词：纳米润滑添加剂 分散性 摩擦学性能科学管理
312 2019年第2期
一是针对Ⅱ套隔层底阶段汽窜，含水高问题。实施调层补孔措施，建立新的泄油通道，动用夹层上部储层。优选馆平56井组2口注汽井实施调层补孔措施，解决Ⅱ套隔层未突破问题，实施后杜84-馆平56-1井含水下降，由1月初的85%下降到目前的81%，日增油10t，阶段增油1067t。二是为缓解含水逐步上升问题。杜84-馆H51井组，2口注汽井实施轮换注汽，解决I套隔层未突破，造成的温度高，含水高问题，曙1-31-0151井2017年7
月5日-8月9日停注；曙1-031-0152井2017年6月10日-6月17日停注；2017年8月10日-9月20日停注，实施后汽腔温度从286℃↓266℃，水平段温度237℃↓225℃，含水从91%↓85%，日增油17t，阶段增油1346t。5 结论一是推广应用前景广阔，为下步井组调控指明了方向。二是对新投入开发的SAGD井组调控提供技术支持。三是为其他SAGD开发油藏提供技术借鉴。
（上接第293页）
（上接第253页）对其加以关心，并且要尽最大的可能去帮助员工走出低落的情绪，这样不但可让员工感受到企业的温暖，而且可以让员工积极的在岗位工作，且利于后续管理工作的开展。4 结束语 总而言之，随着我国经济的不断发展，目前我国采油一线生产在管理上仍存在许多的问题，这些问题的存在不仅使得管理工作无法得到有效的提升，而且不能让企业得到进一步的发展，对此，在采油一线生
产的管理上，相关人员可采纳上述所讲的方法进行。参考文献 [1]郭娟娟. 基于作业成本法的DS采油厂操作成本控制研究[D].西安石油大学，2018.[2]王斌.基于如何优化以单井产量监控为基础的链状采油生产管理系统研究[J].化工管理，2015（26）：52-53.[3]高红枫，雷宁飞，温福赛.解析油田采油生产经营一体化管理模式[J].科技与企业，2012（19）：33.
剪切力。3 结语本文叙述了改善纳米材料作为润滑添加剂分散性的方法。纳米材料表面经过物理或者化学改性的方法，使得纳米材料与改性剂各自的特性得到很好的发挥，制备出具新特性的纳米材料。其次纳米材料表面改性后，改善了它们在润滑油或者其他有机溶剂中的分散性，进而发挥纳米材料最大的性能。目前纳米润滑添加剂的表面修饰的工艺已经非常成熟，所以纳米润滑添加剂分散性的改善不要仅限于修饰工艺和修饰剂，要通过对被修饰纳米材料的结构与特性，摩擦学性能与摩擦机理等结合起来，才能使得纳米润滑添加剂在润滑油中的分散性以及稳定性实现较好的改善，才能制备出适合于不同种类润滑油的纳米添加剂。参考文献[1] 李双明, 顾彩香. 复合纳米润滑油添加剂的研究现状与展望 [J]. 中国水运(下半月), 2012, 12(1): 120-1.
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