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纳米颗粒及其在润滑油脂中的应用
作者:中国科学院兰州化学物理研究所  来源:重写  发布时间:2016-10-10 15:57:53


纳米颗粒及其在润滑油脂中的应用
纳米材料指几何尺寸达到纳米尺度并具有特殊性能的材料,其主要类型包括零维纳米颗粒与粉体、一维纳米碳管和纳米线、二维纳米薄膜及三维纳米晶块体材料等.纳米材料结构的特殊性(如大的比表面、小尺寸效应、界面效应、量子效应和量子隧道效应)赋予了其不同于传统材料的各种独特性能,其中尤以特异的电学、热学、磁学、光学及力学性能等最为引人注目,具有重要的应用和开发价值.而纳米材料的摩擦学应用同样立足于其独特的性能[1,2]. 润滑油脂的服役行为在很大程度上取决于润滑添加剂的性能.毋庸讳言,传统润滑油脂依然占据着当今润滑油脂市场的主导地位,但其在高承载能力及环境友好等方面的应用局限性不容忽视.正因为如此,新型润滑油脂的研究开发受到了国内外摩擦学家和润滑油品研制开发人员的广泛关注,其中纳米颗粒材料作为润滑油添加剂的研究更成为国内外关注的焦点之一.我国在该领域的研究工作得到了863计划和国家自然科学基金的大力支持,同时得到了中国科学院等相关研究院所和中国石油天然气股份公司等特大型相关企业的有力支持,取得了长足进展,往含有大量的纳米尺度组分如纳米碳酸钙等,而摩擦学科研人员早在20世纪80年代即已注意到该组分的抗磨损作用.毫无疑问,用作润滑油添加剂的固体颗粒材料必须满足润滑油的有关标准,如其粒径必须小于0.5Λm、必须可以长期稳定溶解或分散于润滑油中等.一般而言,无机纳米颗粒难以长期稳定分散于润滑油中,这限制了其在润滑油中的应用.为了克服这一缺陷,可以采用长链有机化合物对无机纳米颗粒进行表面修饰,使得无机纳米颗粒表面经化学键合形成有机化合物包覆层,从而通过加强其亲油性而提高其在有机溶剂及基础油中的分散稳定性,为其作为润滑油添加剂奠定基础.业已受到研究者关注的可用于无机纳米颗粒表面修饰的有机化合物主要包括有机酸、有机胺、有机硫磷酸、聚异丁烯丁二酰亚胺等.其中含硫2磷2氮有机化合物修饰的纳米颗粒作为润滑油添加剂通常表现出更好的抗磨性能和更高的承载能力[3~8],而有机酸修饰的纳米颗粒作为润滑油添加剂通常具有环境友好特性