| 题名 | 几种表面修饰纳米颗粒的制备及其摩擦学性能研究 |
| 作者 | 张玲 |
| 学位类别 | 工学博士 |
| 答辩日期 | 2011-05-25 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 陈建敏 |
| 关键词 | 纳米材料 表面修饰 润滑油添加剂 聚氨酯涂层 摩擦学性能 Nanomaterial Surface modification Lubricant additives Polyurethane coating Tribological properties |
| 学位专业 | 材料学 |
| 中文摘要 | 本论文以表面修饰纳米颗粒在润滑油及粘结固体润滑涂层中的应用为背景，开展了四种表面修饰纳米颗粒的制备及其在液体石蜡和聚氨酯粘结固体润滑涂层中的摩擦学性能的研究，获得了如下主要研究结果： 1. 采用S–己基N，N–二羟乙基二硫代氨基甲酸酯、S–十四烷基N，N–二羟乙基二硫代氨基甲酸酯、硬脂酸、油酸为表面修饰剂，利用微乳液法、萃取法、溶剂热法制备了表面修饰的Cu、Sb2S3、TiO2、LaF3 纳米颗粒，通过改变反应温度、修饰剂与原料的比例等参数可以有效地调控纳米颗粒的粒径大小与分散性。 2. 系统考察了四种表面修饰纳米颗粒作为润滑油添加剂的摩擦学性能和作用机理。结果表明：四种表面修饰纳米颗粒作为润滑油添加剂均具有良好的抗磨减摩作用。其中表面修饰硫化锑纳米颗粒具有最优异的减摩抗磨性能，与其他纳米颗粒相比，其承载载荷高出100~200 N；硬脂酸修饰氧化钛作为环境友好润滑添加剂在100~500 N 载荷范围内具有良好的减摩抗磨作用。从摩擦化学的角度提出了摩擦作用机理：表面修饰纳米颗粒在边界润滑下，发生了成核物质向摩擦副表面的转移沉积、表面修饰剂的吸附以及活性成分和摩擦副的化学反应。润滑膜的存在降低了摩擦副间的剪切强度、阻止了导致润滑失效的摩擦副表面的破坏性接触，从而使表面修饰纳米颗粒表现出了较好的减摩抗磨性能。 3. 制备了不同形貌的Sb2S3 纳米材料(颗粒和棒束)，并研究了形貌对其摩擦学性能的影响，结果表明：作为润滑油添加剂纳米棒束在较低载荷下表现出更优异的减摩抗磨性能，而高载下纳米颗粒的减摩性能更优，两者的抗磨能力相当。就承载能力而言纳米颗粒具有更好的承载能力(比纳米棒束的高出200 N)。 4. 结合粘结固体润滑涂层技术，考察了四种表面修饰纳米颗粒对聚氨酯粘结固体润滑涂层摩擦学性能的影响，并探讨了其磨损机理。表面修饰纳米颗粒极大地改善了复合涂层的耐磨性能，其中晶体氧化钛填充的聚氨酯粘结固体润滑涂层具有最好的抗磨能力和承载能力；纳米颗粒的表面修饰极大地提高了其在聚氨酯中的分散性，这种精细分散和纳米颗粒的表面效应起到了弥散增强作用从而显著改善了纳米复合涂层的摩擦学性能。 |
| 学科主题 | 纳米材料与摩擦学 |
| 公开日期 | 2012-11-09 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://210.77.64.217/handle/362003/1856]  |
| 专题 | 兰州化学物理研究所_先进润滑与防护材料研究发展中心 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 张玲. 几种表面修饰纳米颗粒的制备及其摩擦学性能研究[D]. 中国科学院研究生院. 2011. |
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