片状Fe_3O_4纳米颗粒在润滑油中的摩擦化学性质

以片状Fe3O4纳米颗粒为润滑油添加剂,在四球摩擦试验机中考察了其在#40机油中的摩擦化学性质和对摩擦副摩擦化学的影响。结果表明:与摩擦前的片状Fe3O4纳米颗粒相比,摩擦化学作用使得摩擦后纳米颗粒的性质(如:相组成、晶粒尺寸、比表面积、氧化转变温度、磁性能、结晶度和晶面间距)有所改变。片状Fe3O4纳米颗粒由于与摩擦副持续的高速摩擦产生了机械力化学效应,其诱发片状Fe3O4纳米颗粒在摩擦副表面发生摩擦化学反应,最终生成了一层或多层富含Fe、FeO、Fe3O4、γ-FeOOH、γ-Fe2O3和α-Fe2O3等物相的稳定抗摩擦自修复保护膜,从而阻止摩擦副直接接触,起到抗磨减摩作用。

纳米高岭土作为润滑添加剂的减摩行为

将经油酸改性的纳米高岭土用作润滑添加剂,利用四球摩擦试验机研究了其在#40机油中的减摩行为。利用扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪、Fourier变换红外光谱仪、Raman光谱仪、比表面积测定仪和热重分析仪等手段对摩擦接触面和摩擦前后纳米颗粒的性质进行表征。结果表明:润滑油中的纳米颗粒粘附在摩擦接触面上,并与摩擦副发生摩擦化学反应,最终在摩擦接触面上生成富含Si、Al、Fe、O和C等元素化合物的自修复保护膜,阻止摩擦副间直接接触,从而降低摩擦、减少磨损;尤其当纳米颗粒在基础油中的质量分数为1.0%时,摩擦副的平均摩擦系数和磨斑直径最小,与纯基础油时相比,分别降低了约23%和16%,且表面更为平整、犁沟更浅。与摩擦前相比,摩擦后的纳米高岭土性质(如颗粒尺寸、晶体结构等)也有所变化。另外,讨论了在润滑油中纳米高岭土的减摩原理。