新型纳米润滑添加剂

纳米颗粒添加剂在润滑油中的应用

广泛关注。已经发现的纳米金属、米氧化物、纳纳米硫化物、纳米管、碳富勒烯、刚石以及纳米磁性颗粒等金
都能使润滑油的润滑性能大幅提高。该文综述了各种纳米颗粒润滑油添加剂的摩擦学性能，究了它们的探润滑机理。基于大量的实验研究结果比较了他们性能的优劣，出纳米磁性颗粒作润滑油添加剂有其它材提料不可比拟的优势，出如何提高添加剂的分散稳定性是提高润滑油润滑性能的关键问题。指
关键词：纳米颗粒；添加剂；润滑油中图分类号：Ｅ６Ｔ３６１Ｔｌ．文献标志码：文章编号：００４５（０２０－０１０Ｔ６６；Ｇ５．６；Ｈｌ７２Ｂ１０－８８２１）６００－５
１概述
米微粒渗透到材料表面在表面使材料的硬度大幅提
寸极小且形状类似圆形，可在零件相对运动是产生微轴承效应，滑动摩擦为滑动和滚动复合摩擦，到减变起小摩擦的作用；最主要的是纳米微粒能对受损零件表面进行自修复。纳米微粒具有很高的表面能能吸附在金属表面，形成吸附膜，随着运动的进行温度的升高纳
性不佳引起的。提高纳米金属粒子分散稳定性的问题
加入润滑油中能改善润滑油的物理性能，降低润滑如剂的凝点，消除泡沫提高粘度，改善粘温特性等，而从提高零件的减膜和抗磨性；一方面纳米微粒由于尺另
进行综述，绍了常用的几类纳米润滑添加剂和他们介的摩擦学性能，对他们的润滑机理进行了探讨，比较了它们的性能优劣。

纳米固体材料在润滑剂中的应用

关键词：润滑
纳米润滑材料
将固体材料用作润滑材料或添加剂已经有很
改善润滑效果有显著作用。
长的历史，在高温、高负荷、超低温、高真空、超强氧化、强还原、强辐射等恶劣环境下，固体材料的润滑效果有突出表现，够突破油脂润滑的有效能
面磨损；具有较低的抗剪切强度，可以降低摩擦面的摩擦因子；定性好，稳长时间放置不变质；较有高的承载能力。表１为常见固体润滑材料性质。
表１常见固体润滑材料性质
但是，固体润滑材料在基础油中的分散稳定性较差，限制了其在添加剂方面的应用，因为作为添加剂使用时，固体润滑材料通常被制成粉状颗粒，
常产生腐蚀性或有害的气体。
２３液相法．
２固体纳米粒子的制备方法
根据物料状态，米粒子的制备方法可分为纳
固相法、液相法和气相法 ¨ “ 。
液相法是应用较多的制备纳米粒子的方法，具有能精确控制化学组成、易于添加微量有效成分、于控制纳米粒子的形状和尺寸的优点。如易果加以细分，液相法还可分为：淀法、沉溶胶一凝胶法、剂蒸发法、溶热分解法、原法及辐射化学还合成法。总之，气相法和液相法的工艺比较复杂，本成
随着科技的不断发展和对不同物理、学特化性纳米粒子的需求增加，在上述方法的基础上衍

碳纳米材料在润滑油脂中的应用开发

2020年12月Dec.2020润滑油LUBRICATING OIL第35卷第6期V ol.35,N o.6D O I：10.19532/j. cnki. cn21 -1265/tq. 2020.06.009 文章编号:1002-3119(2020)06-0043-09碳纳米材料在润滑油脂中的应用开发彭春明，张玉娟，张晟卯，杨广彬，宋宁宁,张平余(河南大学纳米材料T程研究中心，河南开封475001 )摘要:纳米材料因在润滑油脂中展现出优越的摩擦学性能引起人们极大的兴趣。

碳纳米材料因其多样且独特的形态和微观结构，具有物理化学性能独特、热稳定性强和剪切强度低等特点，作为润滑油脂添加剂在高温、长效、环保要求高的润滑环境中具有不可替代的优势。

文章从碳纳米材料的结构、表面改性、与其他润滑材料复合等方面综述了碳纳米材料作为添加剂在润滑油脂领域中的性能和机制研究及其应用开发。

关键词:碳纳米材料;添加剂;综述中图分类号:TE624.82 文献标识码:AApplication and Development of Carbon Nanomaterials in Lubricating Oil and GreasePENG Chun - ming, ZHANG Yu - juan, ZHANG Sheng - mao, YANG Guang - bin,SONG Ning-ning，ZHANG Ping-yu(Engineering Research Center for Nanomaterials of He^nan University, Kaifeng 475001, China)Abstract ：Nanomaterials are of great interest because of their excellent tribological properties in lubricating oil and grease. Carbon nanomaterials have unique physical and chemical properties, strong thermal stability and low shear strength due to their diverse and unique morphology and microstructure. As lubricant additives, they have irreplaceable advantages in high temperature, long - term and high environmental protection requirements. In this paper, the properties, mechanism and application of carbon nanomaterials as additives in the field of lubricating oil and grease are reviewed from the aspects of structure, surface modification and composite with other lubricating materials.Key words：carbon nanomaterials；additive；review〇引言摩擦磨损是机械运转过程中能量和材料损耗的主要原因。

纳米铜润滑油添加剂的制备及其润滑性能研究

剂，选择车辆齿轮油５００ＳＮ为基础油，在长磨实验条件下，进行纳米铜粉的抗磨和减摩性能试探性研究，探讨纳米金属粉体对车辆齿轮油５００ＳＮ性能的影响．
性能的超细微粒．金属纳米微粒４。具备不同于普通材料的光、电、磁、热力学和化学反应等性能，在催化、润滑、微电子等领域具有广阔的应用前景．纳米铜粉具有优良的抗磨减摩性能，可用于高级润滑剂，尤其适宜重载、低速和高温振动情况下的润滑．近年来，纳米铜的
在１２００ｒ／ｍｉｎ、２ｈ、９８Ｎ的条件下，加入质量分数为０．０５％的实验制备纳米铜粉可明显提高基础油的抗磨减摩性能，磨斑直径降低了１８．１％，摩擦系数降低了ｌ３．６％；在１２００ｒ／ｍｉｎ、２ｈ、３９２Ｎ的条
文章编号：１６７４￣０７０（２０油添加剂的制备及其润滑性能研究
高俊刘彦力乔文凤
摘要以试制的纳米铜添加剂为试验单
０引言
纳米微粒 ¨ 是指颗粒尺寸在纳米量级（１～１００ｎｎ１）并具有特有
０．０５％的纳米铜粉效果最佳．
颗粒用作润滑油添加剂具有优良的摩擦学性能、自我修复性能及环境友好等特性，因此纳米铜在润滑油添加剂领域具有很好的应用前景．

纳米润滑油添加剂技术的研究进展

抗极压性能的润滑油添加剂的过程中，逐渐将注意
其重要性并不亚于基础油，至高于基础油。中国甚是仅次于美国和俄罗斯的第三大润滑油消费国，目前每年消费润滑油约（．～３８ ×１ｔ３７．）０。随着我国机械工业，特别是汽车工业迅速发展，国润滑油尤我其是车用润滑油工业必须加快发展步伐，以适应汽车工业快速增长的需要。但目前我国的润滑油特别是高档车用润滑油的质量与世界先进水平相比还有不小差距，基础油的质量问题是一个方面，加剂的添品种和质量可能是更重要的另一方面。
４
Ｅ３ＪｈｓＤ：Ａｐｈｓｓ１９，６８９８２Ｊ．ｙＰｐｌｙｉ，９３２：８￣９Ｐｃ１陈杰珞．温等离子体化学及其应用Ｅ．京：学出Ｏ低Ｍ３北科
版社，０１２２０．５
马於光，梅林，杨沈家骊等．离子体改性聚四氟乙烯膜等
维普资讯
第２７卷第４期
２００６年８月
化学工业与工程技术
Ｊｕｎｌｆｈｍｉａｎｓｒ＆ＥｎｎｅｉｇｏｒａＣｅｃｌＩｄｕｔｙｏｇｉｅｒｎ
Ｖ０Ｉ２７Ｎｏ．４．Ａｕ．２０６ｇ．０
的ＥＲ研究Ｅ３辐射研究与辐射工艺学报，９０（）ＳＪ．１９，４：

纳米铜在润滑油方面的应用

纳米铜的主要用途：
一、催化剂：纳米铜可以在石油化工中用作催化剂，研究表明，粒径大小对铜粒子的催化活性影响较大，粒径越小，产物收率越高。二、导电胶材料：其强度高且价格相较于其他贵金属低廉很多，在电子行业中可代替其他金属采用铜银双金属粉末来制造导电胶、导电浆料、和电极材料等。三、高级润滑脂添加剂：这是目前最成功的应用之一。铜纳米微粒在摩擦过程形成的电场作用下，通过电泳运动在摩擦表面沉积，形成致密的保护膜，而表现出良好的抗磨减摩性能。同时在高载荷及高速下，纳米铜的添加有效地提高发动机润滑油的抗磨性能，使发动机内易损件的适用寿命延长。
添加不同纳米粉末添加剂润滑剂的性能对比
Hale Waihona Puke 固体润滑剂pv因子（压力速度因子）/kN.(m .s )-1
最大负荷 /kN.m -2
最大速率 /m .s -1
摩擦系数
石墨
700
1400
0.50
0.10~0.20
MoS2 PTFE 纳米金属粉末
3500 500 4000
17500
0.20
2500
0.02
>35000 0.15
纳米铜颗粒添加到润滑油中因其粒度小表面能高颗粒之间存在吸引力自动聚集的倾向很大易发生团聚这种团聚即使在润滑油中被强行分散颗纳米铜颗粒添加到润滑油中因其粒度小表面能高颗粒之间存在吸引力自动聚集的倾向很大易发生团聚这种团聚即使在润滑油中被强行分散颗粒之间也会在相互碰撞时再次团聚从纳米铜颗粒在润滑油中分散稳定性研究粒之间也会在相互碰撞时再次团聚从而发生聚沉
改善方
法
在水相或者醇水相中加入有机试剂。再通过沉淀反应或者水解反应生成纳米颗粒时，有机修饰剂通过键合或者吸附作用镶嵌在纳米颗粒表面，得到表面修饰的纳米颗粒，通过有机修饰剂的亲油性，提高纳米颗粒的油溶性，防止团聚和阻止纳米铜颗粒的氧化。目前采用的有机修饰剂主要有油酸、 DDP、含氮的有机物等。

一种纳米氟硼酸盐润滑油添加剂的制备及其摩擦学性能

斑直径１％，且具有良好的极压抗磨性能。９
关键词：纳米氟硼酸盐颗粒；润滑油添加剂；机械化学法；摩擦学性能中图分类号：Ｔ１７文献标识码：Ａ文章编号：０５０５（０７Ｈ１２４— １０２０）５—１４ｉａｈａｉｒｏｂｒｃｔｎｅａａｉｎａｄＴｒｂｌｇｃｌＢｅｖｏｆａＬｕｉａｉｇＯｉＡｄｉｉｅＣｏａｎｎｕｏｒｔｎｐａｔｃｅｌｄｔｖｎｔｉｉｇＦｌｂｏａｅＮａｏｒｉｌｓ
ｔｓｉｇｔｍｅ１ｎ．ｅｒｓｌｓｓｏｔａｈｓｚｆｆｏｏａｅｐｒｉｌｓｉｅｓ１０ｎ，ｎｈｕｂｒｔａｏａｔｃｅｅｔｎｉ０ｍｉＴｅｕｔｈｗｈｔｔｅ，ｅｏｕｂｒｔａｔｃｅｓｌｓ０ｍａｄｔｅｆｏｏａｅｎｎｐｒｉｌｓｈｉｌｌ
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２００７年５月
润滑与密封
ＬＵＢＲＩＣＡＴＩＯＮＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
Ｍａ０７ｖ２０
第３２卷第５期
Ｖｏ＿２Ｎｏ５ｌ３．
一
种纳米氟硼酸盐润滑油添加剂的制备及其摩擦学性能
ｔｅｃｎｉｉｎｆｍａｓｆａｔｎ０．ｈｏｄｔｏｓｏｓｒｃｉ９％ａｄｌａ０．ｈｒｃｔｎｃｅｃｅｔａｄｔｅｄａｔｒｏａｉｇＳａｉｍｅｅｏｎｏｄ３０ＮｔｅｆｉａｉｏｆｉｎｎｈｉｍｅｅｆｗｅｒｎＣｄａｔｒｏｉｒｃｎｂｅｕｅｙ１ａｅｒｄｃｄｂ８％ａｄ１ｎ９％ｒｓｅｔｅｙ，ｉｈｄｍｏｓｒｔｓｔｅａｄｔｅｈｓｅｃｌｅｔｅｔｅ－ｒｓｕｅａｔ－ａｅｐｃｉｌｗｈｃｅｎｔａｅｈｄｉｉａｘｅｌｎｘｒｍｅｐｅｓｒｎｉｗｅｖｖｒ

纳米二氧化硅的作用和用途

纳米二氧化硅的作用和用途纳米二氧化硅（SiO2）是一种微细的无机化合物，具有许多独特的物理和化学性质，使其具有广泛的应用价值。

本文将着重介绍纳米二氧化硅的作用和用途。

作用：1. 催化剂：纳米二氧化硅可以作为催化剂应用于化学反应中，特别是在石油化工领域中具有非常重要的应用，例如精细化学品和生物燃料的生产。

2. 增强材料：在复合材料中添加纳米二氧化硅可以提高材料的强度和耐久性，应用于建筑、汽车、航空等领域，也可作为体育器材和安全装备的防护层。

3. 表面润滑剂：纳米二氧化硅表面具有很高的活性和可变形性，可以在减少磨损和摩擦降低的同时提高材料表面的抗腐蚀性和润滑性。

4. 生物医学：纳米二氧化硅在生物医学领域的应用非常广泛，可以用于药物传递、细胞成像和治疗等方面，同时也可以作为药物快速检测和生物传感器的载体。

5. 光电领域：纳米二氧化硅是高透明度材料，可以用于光学透镜、太阳能电池和LED等的制造。

用途：1. 建筑材料：纳米二氧化硅可以作为建筑材料中的改良剂，可以增强材料的强度和韧性，同时提高隔音和隔热性能，还可以防水防潮、防火。

2. 填料材料：纳米二氧化硅被广泛用作填料材料，如在聚合物、橡胶、涂料和粘合剂中作为增稠剂和抗沉淀剂，以提高这些材料的稠度、附着性和耐久性。

3. 食品工业：纳米二氧化硅可以用于食品加工中的乳化和稳定膜的制造，同时还可以作为食物添加剂的防腐剂和保鲜剂，延长食品的保质期。

4. 医药工业：纳米二氧化硅可以用作生产药物的载体，并用于可口服、易吸收的颗粒剂、注射液、滴眼剂和保健品的制造。

5. 环保工程：纳米二氧化硅可以用于废水处理和环境污染控制，特别是在提取重金属和其他污染物的方面。

总之，纳米二氧化硅的作用和用途十分广泛，涉及到许多不同的领域。

通过对纳米二氧化硅的了解和应用，可以发现它具有很高的应用价值和经济效益，未来还有更大的发展前景。

几种纳米粒子润滑脂添加剂的摩擦学性能

ｎｎＡ１Ｃｕ，Ａ１ａｏ— ２Ｏ３，，Ｍｇ，ＺＯａｔｃｅｓａｉｉｅｉｉｕｍｒａｅ，ａｄａｔｒｃｉｎｍｅｈ — Ｏｎｐｒｉｌｓａｄｄｔｎｌｈｉｇｅｓｖｔｎｎｉｉｔｃａｆｏｎｓｏａｏｐｒｉｌｓａｕｒｃｔｎｄｔｅｒｎｌｚｄ．Ｔｈｅｕｔｈｗａｅａｄｔｎｉｍｆｎｎ — ａｔｅｓｌｂａｉｇａｄｉｖｓｗｅｅａａｙｅｃｉｉｅｒｓｌｓｓｏｔｔｔｄｉｉｈｈｏｏａｏｐｒｉｌｓＡ１，ｆｎｎ — ａｃｅ２ｔＯ３Ｃｕ，Ａ１Ｍｇ，Ｏｒａｌｔｏａｍｐｏｅａｔｆｉｔｏｒｐｒｙ，ＯＺｎｇｅｔｗｉｈｓｍｅｃｎｉｒｖｎｉｒｃｉｎｐｏｅｙｔｏｈａｅｇｅｓｕｆｃｅｏｄｉｏｎｂｌｔｆｔｅｂｓａｅｓｒａｅｒｃｎｔｎｉｇａｉｉｙ．ｒｉＫｅｒｙｗｏｄｓ：ｎｎ — ａｉｌａｏｐｒｃｅ；ｌｔｉｍｅｓｔｉｕｇａｅ；ａｄｉｖｈｒｄｔｅ；ａｔｒｃｉｎｐｏｅｙｉｎｉｉｔｒｐｒｆｏｔ
应、量子尺寸效应、面效应和宏观量子隧道效应等特性，而表现出一系列特殊的物理化学性质．表从因此
被摩擦学研究者作为一种新型的润滑添加剂．目前，国内外学者通过对纳米材料摩擦学性能的研究，发现某些纳米颗粒分散于润滑油后，可以明显的提高润滑油的抗磨减摩性能，并具有传统润滑油添加剂不可比拟的优良性能．但是，在作为润滑脂添加剂方面的研究还不是很多．因此笔者采用了几种纳米粒子作为润滑脂添加剂进行试验研究，并得出了很好的结果．本文在纳米粒子为添加剂的摩擦学性能研究的基础上，粒度在２８ｎ的纳米Ｃ，ｌＡ，ＭｇＺＯ粒子按一定比例分别加入到基础脂中，将０～０ｍｕＡ，１Ｏ，Ｏ，ｎ进

硼酸盐

硼酸盐型润滑油添加剂硼酸盐润滑油抗磨剂据资料介绍,全球每年约有三分之一的金属材料消耗于氧化腐蚀和机械磨损,我国这方面损失每年高达HYB-B型抗磨试验机1800亿元。

可见防止金属腐蚀和改善润滑抗磨性能何等重要。

半个多世纪以来，人们在研发极压抗磨减摩油剂提高润滑性能方面做了不懈努力，开发出多种单剂和复剂。

如硫磷型（SP）齿轮油极压抗磨剂，内燃机油、抗磨液压油用二烷基二硫代磷酸锌（ZDDP）抗氧抗腐抗磨多效剂，有机钼、钨减摩剂，有机铜及纳米硫化铜减摩剂，纳米铈、镧稀土抗磨剂，纳米金刚石、氮化硼、二氧化硅等陶瓷抗磨剂，胶体石墨、二硫化钼、聚四氟乙烯减摩抗磨剂，氨荒酸锌、铜、钼、镉、锑等盐及其酯类极压抗磨剂，非活性高碱值磺酸盐极压剂，烷基咪唑氟硼酸盐离子液，抗水解性硼酸酯和硼酸盐等等。

所有这些，对改善机械极压抗磨减摩性能都有较好的作用。

面对多种添加剂，选择和配伍是最重要的。

过去十年间，内燃机油在质量不断升级的条件下，加剂总量（不含粘指、降凝剂）能从10%-12%降至5%-10%，主要靠对单剂多效性的选择和对复剂配伍性的优化。

选择应当依据节能、环保法规、应用场合和性价比；优化旨在实现性效、成本的最佳化。

有的剂受环保限制，如ZDDP在生产SM/GF-4等高级汽机油中受磷含量不超过0.08%限制，必须寻找新剂替代：有的受节能要求限制，如硫磷剂用于GL-5等车辆齿轮油，比用有机钼或硼酸盐浪费燃油3.2%以上；有的受成本约束，如二戊基二硫代氨基甲酸锌、非活性高碱值磺酸钙、纳米硫化铜、非活性有机钼等性效很好，但价格都在40－80元/Kg之间，在中低档价位的润滑油中推广困难；有的受现有加工工艺条件限制，如纳米陶瓷、纳米金刚石和咪唑氟硼离子液等，目前还很难大批量生产供货；有的外观色泽不佳，如胶体石墨、二硫化钼和氨荒酸硒、碲、锑、镉等，因带有黑、灰、黄颜色而不大受某些用户欢迎。

抗水解性硼酸盐添加剂，近年来倍受关注。

它凭借其坚厚的油膜强度，超高的极压性能，低粘度高抗磨的独有特点，仅次于纳米铜、有机钼等低摩擦系数，理想的抗氧和防锈作用，无金属灰分的清净分散性，无毒无味无害的安全性，可替代ZDDP（T 202/T203）无磷减硫的环保性，不快速腐蚀消减金属表面、消耗添加剂的长寿命性，以及加剂量小作用大，资源丰富成本低，性效全面用途广的市场竞争力，可望被承认为新一代节能减排、极压抗磨、抗摩防腐、清净分散多效添加剂。