前国内外研和应用的绝大多数邡以有机添加剂。而对无机添加剂的研究很少,其应用更是凤,虢恰K孀湃蠡,土煊蛑醒绣车纳钊敕⒄梗,嗣,逐渐发现很多无机添加剂显出了良好的性能,有些甚至明显优于有机添加剂。但是,由于无机添加剂不溶或难溶于油,也难稳定地分散在润滑油中,其应用受到了限制。些研究人员采用纳米技术,将无机添加剂粒子的粒径大大减小,并且用亲油高分汽寸其面进行修饰。发现其在油中的分散问迎刃而解。因此把纳米技术应用于润滑油无机添加剂,成了国内外科学家争相进行研,的个很有前景的科研方向。
1润滑油中无机纳米添加剂的种类无机纳米添加剂主要可以概括为以下7类。它们单独成者复配使用能,1润泔汕能,效减少磨损1习。
美国科学家研宄证明,粒径小于的硫化钼粒和锌锡铅铜铁等金属颗粒混合使用,不仅可以提高润滑油的润滑效果还可以做封装剂使用,以避免漏油14.
1.2无机硼酸盐类80年代末90年代初,新型高效多功能无毒的高碱硼酸盐清净分散剂是世界大石油公司研制开发能,很好的防锈性能热氧化安定性,且无毒无臭。
并且无机册酸盐较苜机硼酸盐有更好的热闱化安定性,但由于其油溶性问直未得到解决,因而限制了它的应用。当这类无机粒子的粒径降低到纳米级时这个也就迎刃而解了据报逍颗粒尺寸大约为10个纳米的硼酸镁粉末能够有效改矜基础油的抗磨减摩性和极压14,降低润滑油的摩擦系数,并在钢件面形成层硼化亚铁的薄膜1.
1.3软金属类铜铅锡镍铝等软金属,具有剪切强度低能发生晶界滑移的特点7只要在基材面有层微米级甚至纳米级的膜就可以起到润滑作用。,种收稿日期2003上海市纳米中心和上海市维来新材料科技有限公司重点资助项目。
方法是将金屈粉制成介金材料,成,用屯镀等方法将其覆于摩擦面形成固体润滑膜;另种方法是制备纳米金属粉体或者金属胶体加入到润滑油中。
使其在摩擦的过程中逐渐成膜,从而起到抗磨的作用。我国中科院的汇作者介发现,铜纳米微粒在摩擦过程形成的电场作下,通过电泳远动在摩擦减摩性能1.把超细金属粉进行面修饰使其避免氧化和史好地分散在汕中,或者把两种或叫种以上的金属粉制成合金粉末使用,都是目前很热门的研究方向。
1.4含活性元素的化合物此类添加剂具有代性的是硫化钼。硫化钼属于6方晶系的层状结构,层与层之间以较弱的相互作用力联系,极易剥落,因而具有良好的润滑性能近期。以色列维茨曼研允所的科学家研制成手中新型的含有硫化钼的润滑剂,可以将金屈器件之间的摩擦力减少半还多,可以使发动机寿命延长6仍。这种新型润滑油,广泛用尸汽乍引擎喷气式发动机和卫星推动系统中1.5稀土化合物我国蕴藏着丰富的稀土资源,世界稀土资源的80分布在我国。稀土元素被称为工业味素,在国民经济中起到越来越重要的作用。在润滑油添加剂的领域里,稀土元素的应用也受到越来越多的关注。有研,发现,稀土化合物能使器件键合涂层的磨损寿命提高24倍,使润滑油的负荷承载能力提高1010攸,使润滑油的寿命明显,长,而稀土剂与其它添加剂混合使用,也良提高润泔效果2无机纳米添加剂抗磨减摩机理前国内外科学家对润滑州米添加剂的抗磨减摩机理的研究可以归纳为以下几种观点3.
2.1吸附渗透和摩擦反应观点这种观点认为,纳米粒子均匀地分散在润滑油中,当摩擦刚开始的时候,这些粒子很快在摩擦的金属面上形成层起到减磨作用的物理吸附膜;并且添加剂中的些元素在摩擦面上发生了摩擦化7反应。化成层坚内1财磨的化学反应脱,将摩擦金属面隔开。而这些特性都归功于纳米粒子的直饱和性,容易与其它原子相结合而稳定下来,故具有很大的化学反应活性。
2.2滚珠观点这种观点认为粗糙的他是由许多凸起部分和凹陷部分组成的。两个固体面相互接触,实际上是凸起部分的接触。由于这些凸起部分的面积极小,仅占观接触面积的几千分之。当两个面接触时,即使负载很小其凸起部分也会因为受到的局部压力过而粘接或焊合在起,造成摩擦和磨损。为了避免这种损失,需要加入润滑剂,使其在两1接触面之间形成1层极薄的润滑汕脱,而将两个件下是不牢固的,而含有纳米添加剂的润滑油之所以显出很好的润滑效果是因为首先微球形纳米颗粒起到类似球轴承的作用,提高润滑性能;其次在载重或高温的条件下,两个摩擦面的球形颗粒被压平,形成个滑动系,降低了摩擦和磨损;最后纳米粉体可以填充在工件面的微坑和损伤部位,起到修复作用。山厂润滑剂的流速快。纳米粒子在接触区滞留的时间私外载荷来不及压扁纳米粒窄而浅的沟纹,相当于滚珠在上面滚过,因此减小了磨损。
2.3载体作用观点这种观点认为,润泔汕纳米添加剂坫由纳米粒和修饰纳米粒子的有机链状长分子组成的。分散在润滑油中的纳米粒子由于面活性很高,很容易吸附于摩擦金属面,起到载体的作用。纳米粒子成有机复合膜,将金属面隔开,减小摩擦起到抗磨减摩的作用。当负荷增大时,有机复合膜不能承受如此大的压力,物理吸附膜部分破坏。这时,金属面的纳米粒子失去了有机修饰物而直接与摩擦金属发生化学反应,生成牢固的化学反应膜进步减小磨损。
3无机纳米添加剂在润滑油中的分散性与稳定性无机纳米添加剂在润滑油中的分散性与稳定性是研制与应用该类添加剂的个亟待解决的问。3.1无机纳米添加剂在润滑油中的分散性纳米粒子由于粒度很小,在润滑油中可以得到径很小。和面能迅速增大,面原子具有较好的分散。但也由于粒径小,纳米粒子具有较。大单分散性变差。而且,无机纳米粒子属于非油溶性物质。在润滑油中难以形成稳定的悬浮液14闪此为使其在润滑油中以到更好更稳定的分散效果,就必须选择合适的纳米材料分散剂。现介绍两种新开发的分,剂。