【摘要】：隨著納米潤滑的廣泛應用,對潤滑基礎油潤滑性能的改良變得日益強烈。納米銅粉具有獨特的理化性能、優(yōu)異的極壓特性、修復摩擦表面的微損傷而備受人們的關注。通過向基礎油中加入納米銅粉,可有效改良基礎油的摩擦學性能。但納米銅本身帶有較強的表面能,納米銅顆粒間存在較大的吸引力易形成大顆粒聚集體,嚴重影響了納米銅潤滑油添加劑在工程中的應用,因而解決納米銅的分散性變得日益迫切。本文為了提高納米銅粉的分散性,以五水硫酸銅和次亞磷酸鈉作為前驅體原料,采用真空冷凍干燥法制備了納米銅粉。通過透射電子顯微鏡(TEM)、X射線衍射儀(XRD)對產(chǎn)物的大小、純度進行了檢測。結果表明：凍干法制備的粉體純度較高、顆粒細小、形狀規(guī)則、無硬團聚；三種凍結方式制備的粉體大小分別為8～45nm、4～25nm、3～20nm。然后,以自制的凍干納米銅粉為添加劑,重點探討納米銅粉對液體石蠟油摩擦學性能的因素影響及最佳濃度。結果表明：采用表面修飾法對粉體進行表面改性,相比市購納米銅粉,凍干納米銅粉改性后作為潤滑油添加劑的分散穩(wěn)定性較好,采用抽真空凍結的納米銅粉最好,其油樣在18h后能穩(wěn)定分散,9天后僅有10%的沉降、分層現(xiàn)象。在濃度為0.05%時,納米銅潤滑油的潤滑性能最好,之后隨著濃度的增加,潤滑性能逐漸變?nèi)?在濃度達到0.3%時,其潤滑性能起到副作用效果�？紤]到納米銅粉作為工業(yè)化的應用,采用車橋服役潤滑油作為基礎油,探討了里程數(shù)對納米銅粉及甲酸銅粉對服役潤滑油的改良影響。研究表明：采用甲酸銅作為服役潤滑油添加劑,能夠較好的改善服役潤滑油的摩擦性能。和無添加劑的在用油對比,不同里程數(shù)下的平均摩擦系數(shù)分別降低了46.7%、25.5%、26.9%；與相同服役期的潤滑油相比油,平均磨損半徑分別降低了61.21%、53.45%、45.07%。采用納米銅粉作為服役潤滑油添加劑,其摩擦性能沒有顯著改善,與原油無大變化,有待進一步研究。最后,采用正交實驗法對凍干法制備納米銅粉的工藝參數(shù)進行優(yōu)化設計,綜合各方面的因素得出了制備納米銅粉的最佳工藝。結果顯示：650r/min的攪拌速度、表面活性劑為PVP或硬脂酸、5mm的凍干物料厚度、凍結方式為抽真空凍結。其中凍結方式對凍干納米銅粉粒徑的影響因素較大。本文開展的凍干制備納米銅粉及作為潤滑油添加劑的摩擦學性能的研究,為納米銅粉添加劑實現(xiàn)工業(yè)化應用提供理論及實驗基礎。
【學位授予單位】：西安工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TE624.82

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