纳米偏硼酸钙/还原石墨烯润滑添加剂的制备及摩擦学性能

为了研究表面改性纳米偏硼酸钙/还原石墨烯润滑添加剂的合成方法,以偏硼酸钙、还原石墨烯为原料,油酸为修饰剂,利用等离子体辅助球磨制备纳米偏硼酸钙/还原石墨烯复合粉体,并测试其摩擦学性能。采用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪和红外光谱仪对纳米偏硼酸钙/还原石墨烯复合粉体进行形貌观察;采用形状测量激光显微镜、扫描电镜对摩擦副表面进行测试;采用MOAⅡ油液分析光谱仪对摩擦油样进行检测。结果表明:在钢球机械研磨和等离子体热效应的耦合作用下,等离子体辅助球磨10 h的偏硼酸钙与还原石墨烯继续球磨10 h后,被细化为10 nm左右的颗粒状,并均匀地负载于还原石墨烯上。等离子体快速加热使得偏硼酸钙粉体表面发生热爆,部分偏硼酸钙飞溅在还原石墨烯上,并随即被其包裹为球状复合结构。等离子体辅助球磨10 h为偏硼酸钙表面引入羧基基团,并在后续球磨中与还原石墨烯表面的羟基发生酯化反应,原位完成油酸对偏硼酸钙和还原石墨烯的表面改性,使得纳米偏硼酸钙/还原石墨烯复合粉体在5W-40型机油中具有良好的分散性。在摩擦过程中,比表面积大的还原石墨烯不断吸附在摩擦表面,同时被还原石墨烯包裹为球状的纳米偏硼酸钙粒子,使摩擦副表面产生多活动中心的滚动摩擦,从而有效改进复合油的减摩抗磨性能。

水热法制备纳米CaB_6O_(10)润滑油添加剂

以硼酸和氧化钙为原料,采用水热法合成了粒径分布均匀的球型纳米硼酸钙润滑油添加剂.通过改变反应温度、硼钙物质的量比及反应时间研究了生成硼酸钙的影响因素.利用XRD和TEM对其结构组成和形貌进行了表征,结果发现：制得产品是CaB6O10·5H2O,粒径为10～20 nm,分布均匀.将添加剂样品与润滑油按照一定比例混合,超声搅拌下使添加剂均匀分散在润滑油中,制得成品油.静止考察了润滑油的稳定性和分散性,并且测试了润滑油的抗磨减摩性能.结果表明：纳米CaB6O10·5H2O添加剂具有良好的分散性、稳定性和抗磨减摩性能.

纳米CaB/MoDDP复合润滑油添加剂的摩擦学性能

为提高润滑油的抗磨减摩性能,提升机械设备在恶劣工况下运行的稳定性和安全性,通过四球机和低速重载摩擦磨损试验机研究纳米硼酸钙(CaB)和二烷基二硫代磷酸钼(MoDDP)复合润滑油添加剂的减摩抗磨性能,期望取得较单一添加剂更优异的润滑效果。研究结果显示:制备的纳米CaB为不规则的纳米薄片状,平均尺寸为50~150 nm,经油酸改性后在基础油中具有良好的分散稳定性;纳米CaB和MoDDP均可显著提高润滑油的润滑效果,随着纳米CaB和MoDDP添加质量分数的增加,摩擦因数和磨斑直径呈现先降低后升高的趋势,纳米CaB和MoDDP的最佳添加质量分数分别为2.0%和1.5%;与单一添加CaB、MoDDP相比,复合CaB/MoDDP可进一步改善润滑油的减摩抗磨性能,MoDDP和CaB的最佳质量配比为1.5%∶3.0%,此时摩擦副的摩擦因数最小,磨痕最浅,磨斑直径最小,最大无卡咬负荷最高,并且在低速重载工况下,显示出优良的润滑效果,表明CaB/MoDDP复合润滑油添加剂具有良好的减摩抗磨效果,可以显著提高润滑油的性能。

油酸修饰硼酸钙纳米片的合成及表征

以硼砂和氯化钙为原料,通过原位法制备油酸表面修饰的硼酸钙纳米片。采用SEM,XRD,FT-IR,TG-DTA等表征手段对产物的物相和微观结构进行分析,讨论油酸添加量对硼酸钙在润滑油中的分散性的影响。结果表明:制备的纯硼酸钙组成为CaO·2B2O3·3H2O,油酸修饰后得到硼酸钙纳米片,纳米片的直径为100～300nm。添加油酸在一定程度上改善了硼酸钙的晶型,同时提高了硼酸钙在润滑油中的分散性,且油酸添加量为0.4%时,其分散性最好。