纳米铜颗粒在润滑油中的分散稳定性研究-嵩山重工球磨机

 随着纳米材料制备技术的不断发展，纳米铜颗粒的制备技术已经相当成熟。各种制各方法
能够很好地控制纳米铜颗粒的纯度、粒径，特别是近年来新兴的纳米模板技术实现了对颗粒形状
的控制。这些制各技术为纳米铜颗粒在工、Ik、T程中的研究、应用提供了良好的条件。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，从而发生聚
沉。而颗粒一旦发生闭聚、沉淀或变性，就不再具有原有特性，同时还可能对基于油润滑设计的
机械系统造成负面影响。因此，纳米铜颗粒作为润滑油添加剂研究中需要解决的主要问题是纳
米颗粒在油性介质中的分散稳定性问卧‘*sN。
    纳米颗粒匈润滑油形成的分散系属浓职L水分散系，因此在水分散系和稀的非水分散系中
内f电位决定的双电层分散稳定机制基本消失。在此情况下，浓的非水分散系的分散稳定作用
主要由空间位阻稳定机制来实现。为改善纳米颗粒在基础油中的分散和稳定，同时防止纳米铜
颗粒在空气中的氧化，现在普遍采用的方法是在水相或酵水相中加入有机修饰剂。在通过沉淀
反应或水解反府生成纳米颗粒时，有机修饰剂通过键合或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，防止团聚和阻让纳米铜
颗粒的氧化c目前采用的有机修饰剂主要身油酸、DDP、含氮的有机物等。周静芳‘N采用液相
还原法原位合成了DDP表面修饰的纳米铜颗粒．结果表明该纳米铜颗粒在苯、氯仿以及液体石
蜡中具有良好的分散稳定性。采用该方法制备的纳米铜颗籽能非常稳定地分散于润滑油中(经
放置1年后未见沉淀析出)，并具有优良的摩擦学性能。
4．4．6  纳米铜添加剂的摩擦学作用机理
    国内外开展纳米颗粒润滑泊添加剂研究和应用的历史较长久，但对包括纳米饲在内的纳米
添加剂在润滑油中的摩擦学作用机理不完全清楚，比较有代表性的三种作用机胁“d”如下。
    4．4．6．1  “球轴承”机制
    该机制认为，均勾分散在润滑油中的纳米铜颗粒pJ以变摩擦副之间的滑动摩擦为滚动摩擦，
同时起到支撑作用，表现出优异的抗磨减摩和抗极压性能‘oJ。其实现前提是参与润滑的纳米
颗粒必须分散均匀，在摩擦的过程中，特别是在摩擦微接触区的局部高温高压的作用下，纳米颗
粒仍然能保持一定刚性。而对于纳米钢颗粒，虽然当粒径减小到纳米级以后，铜颗粒的硬度会有
所增加，但由于纳米铜的熔点低，颗粒在微凸体接触处局部过热的条件下极有可能发生熔化和变
形，因此，对普通摩擦副而肖，纳米铜颗粒产今“球轴承”作用十分困难。内于原位分析表征手段
的欠缺，纳米铜颗粒的“球轴承”作用机制只是人们的一种设想，缺少直接的实验证据来证明摩
擦过程中纳米铜颗粒变滑动为滚动摩擦的过程。
    44．6．2  修复与填充机制
    该机制认为，分散在润滑油中的纳米钢颗粒通过吸附、沉积或镶嵌作用填补摩擦表面上的微
损伤与微划痕，使摩擦表面光滑、平整，有利于应力的释放和改善摩擦，并具有一定的修复作
6L“j。纳米铜添加剂的修复、填充作用是存在的．但这种修复作用不是纳米铜颗粒对摩擦表面
微损伤和划痕的简单堆积式的填充。由于表面能高、表面原于数多，造成纳米颗粒熔化时所需的
内能比块体材料小得多，这就使得纳米颗粒的熔点急剧卜降，例如，平均粒径为40 nm的纳米铜
粒子的熔点由1N3飞下降到750Y，降低了3肋宅左右。在摩掠微接触区高温高压的作用下，进
入到磨痕表面微损伤内的纳米铜颗粒必然会熔化或烧结，形成大块填充物并与摩擦剔基体紧密
结合，从而实现对摩擦表面的“修复”。此外，关于该机制有两点需要说明：摩擦副表面越平整．
承载时接触面越大，纳米颗粒的填充、修复作用对改善摩擦学性能的贡献就越大：在保证纳米颗
粒分散性和分散稳定性的前提下，具有—‘定粒径分布的纳米颗航，有利于填充大小不同的摩擦表
面微坑，实现更大程度的修复。
    4．4．6．3  咸膜机制
    该机制认为，纳米铜颗粒在摩擦表面通过物理、化学作用形成一层低剪切强度的保护膜，变
摩擦副之间的磨损为保护膜的膜内磨协“。关于保护膜的形成机理有以下几种观点：
    (1)机械一化学反应成膜。TMov等L63，认为，摩擦表面微接触区的直接接触导致摩织副
局部过热，在摩擦剪切力、局部高温、高压的作用下，纳米铜颗物在摩擦表面形成了一层靠机械涂
抹作用形成的铜保护膜，该保护膜在高温F可以起到类似高教度流体的润滑效果。此外，由于试
验过程中使用的基础泊含有各种抗磨减摩添加剂，这些添加剂在摩擦微接触区分解，分解产物与
摩擦副基体反应形成摩擦化学反应膜，起到抗磨减摩作用，同时在摩擦过程中，在高温的作用下
可能与纳米铜发生置换反应，引起纳米饲在基体表面的化学沉积，形成一层复杂的化学反应膜。
    (2)电泳运动一沉积一铺展成膜。用静芳驴”以为，纳米铜颗粒在摩擦过程中在摩擦形成
的电场作用下通过电泳运动在摩擦表面逐渐沉积，沉积的纳米铜颗粒由于粒径小，熔点低且延展
性好，在摩擦接触区的高温高压下熔碰铺展形成致密的保护膜。由于这层膜的剪切强度比较低，
可以减少摩擦界面的新着磨损，故表现出良好的减摩抗磨性能。
    (3)“冶金效应”成膜。姜秉新争川认为，内于受到摩擦表面微凸体或粗糙峰强烈碰撞和
热能的影响，纳米铜颗粒与铁磨粒参与了局部冶金反应，互相熔合重组并焊接在磨斑表面，填补
摩擦表面的凹处，同时与表面共品微粒和软质铜组成一层保护膜，起到抗磨减摩的作用c
    (4)载体及物理化学作用戊膜。徐滨士争价认为，对于表面修饰的纳米铜颗粒，因为选择
的表面修饰剂(如按酸、DDP和磷氛有机物等)本身就具有良好的摩擦学性能，而纳米颗粒表面
能大、活性高，在摩擦过程中，表面修饰的纳米俐颗粒在向已被高度活化的摩擦副表面移动时，同
时具有良好摩擦性能的有机修饰剂也被转移到摩擦副表面，在此过程中纳米颗粒充当了转移有
机载体的作用。表面修饰的纳米颗粒在转移吸附到摩擦副表面后，形成一层具有协同效应的有
gy无机复合润滑膜，起到改善摩擦磨损作用。当载荷增大到一定程度时，在微区高温作用下，表
面修饰剂与纳米颗粒之间的作用完全遭到破坏，裸露的纳米饲颗粒可直接与金属发生物理化学
作用，生成一层能承受更大载荷的化学反应膜，实现苛刻条件下的润滑。

[url=http://www.shzbzg.com/mf/leimengmo.html]雷蒙磨[/url]  
[url=http://www.ssxk.net/hongganshebei/121.html]沙子烘干机[/url]
[url=http://www.chinassjx.com/]回转窑[/url]  
[url=http://www.zzsszg.com/]破碎机[/url]
[url=http://www.hnssjx.com/]雷蒙机[/url] 
[url=http://www.qiumoji371.cn/]球磨机[/url]
[url=http://www.chinasszg.com/]选矿设备[/url] 
[url=http://www.pf1315.com/]造粒机[/url]  
[url=http://www.ctb1024.com/]细碎机[/url]  
[url=http://www.yuanzhuipo1750.com/]分级机[/url]  
[url=http://www.6r4427.com/]移动破碎站[/url]   
[url=http://www.hnssjx.cn/]颚式破碎机[/url]
[url=http://www.sszg.net/]制砂机[/url]
[url=http://www.sszg371.cn/]石料生产线[/url]
[url=http://www.ssxkw.com/]鸡粪烘干机[/url]
[url=http://www.posuiji365.net/]电磁振动给料机[/url]
[url=www.zzsszg.com/posuishebei/21.html/]圆锥式破碎机[/url]