润滑油

——纳米润滑油添加剂

Content：

•1.引言

•2.润滑油添加剂及作用效果•3.作用机理•4.存在问题•5.展望

引言：

纳米润滑油添加剂：

•滑油一般由基础油和添加剂两部分组成。基础油是润滑油的主要成分，决定着润滑油的基本性质。

•添加剂则可弥补和改善基础油性能方面的不足，赋予某些新的性能，是润滑油的重要组成部分

作用效果：

•1）摩擦性能

•将纳米Cu或Cu合金加入润滑油中，可使润滑性能提高10倍以上，能显著降低机械部件的磨损，提高燃料效率，改善动力性能，延长使用寿命。通过在各类发动机上进行的对比试验表明，采用此种纳米固体润滑剂，可使凸轮轴的磨损降低90％，活塞环的磨损降低65％,降低表面摩擦和机械磨损约25％，增加气缸压力1.18Mpa。

•赵修臣等在四球机上考察了添加不同体积分数的Sn纳米粒子润滑油的摩擦学性能，以添加纳米Sn粒子的润滑油进行摩擦试验时，当添加的体积分数在0.025％-1．5％之间时，对应的磨斑直径和摩擦力均低于基础油的磨斑直径和摩擦力，尤其当添加体积分数为0.1％的纳米Sn粉时，磨斑直径和平均摩擦力均达到最小值；其中，摩擦力2.36N，比基础油的摩擦力降低了16.％，而磨斑直径为0.47turn，比基础油摩擦时的磨斑直径降低了38.4％。

作用效果：•2）极压性能

•李庆柱等将粒径为20-30纳米的三氧化二镧粒子加入到500SN的基础中,使润滑油具有优异的极压性能,当添加的粒子质量分数为0.8％时，P值提高了40.8％。

摩擦界面：

作用机理：

•1.滚动轴承理论。这种理沦认为纳米粒子

尺寸较小，近似球形，在摩擦副间可以起到微轴承的作用，减少了摩擦阻力，降低了摩擦因数，减少了磨损，从而提高了摩擦表面的润滑性能．但此种理论尚有待验证。

2.薄膜理论。薄膜理论认为在摩擦过程中纳米粒子在摩擦副上形成了一层光滑的纳米薄膜，该纳米薄膜的性能不同于一般的薄膜，它的韧性，抗弯和强度均大大优于一般薄膜．层膜减小了摩擦，提高了承载能力，从而减轻了磨损．

作用机理：

•3.修复作用理论。这种理论认为由于纳米粒子粒径小，在压应力的作用下易于沉积于磨损表面微观缺陷区域．从而对磨损表面起到修复用．有研究者认为, 纳米微粒添加剂的作用机理不同于传统添加剂, 与其本身所具有的纳米效应有关。在摩擦过程中, 因摩擦表面局部温度高, 纳米微粒尤其是纳米氧化硅极有可能处于融化或烧结状态, 从而形成一层纳米膜。纳米膜不同于一般薄膜, 其韧性、抗弯强度均大大优于一般薄膜。

存在的问题：

•纳米粒子作为润滑油添加剂还处于起步阶段。目前关于纳米粒子作为润滑油添加剂的使用效果、作用机理方面的报道很少, 并且还存在相互矛盾甚至相反的结论。对于已提出的有关润滑机理还需要实验加以验证。

•含纳米粒子添加剂的商业润滑剂则很少, 主要是纳米粒子在润滑剂中的分散性及稳定性问题未很好解决。纳米粒子的极细晶粒导致晶粒具有巨大的表面能, 加之颗粒间存在的吸引力, 颗粒间自动聚集的倾向很大, 一段时间后可形成较大的块状聚集体。纳米粒子因团聚而在润滑油中沉淀,最终在使用时失去超细晶粒所具有的功能。

存在的问题：

•国外在解决稳定性方面做了许多研究工作, 也申请了不少专利, 但在使用过程中, 悬浮在润滑油中的纳米粒子仍有沉淀现象。润滑油属于非水分散体系, 该分散体系比水基分散体系复杂得多, 虽进行了大量研究, 但还未形成公认的理论。纳米粒子在润滑油中的分散性及稳定性是两个密切相关的因素, 但分散性好的纳米粒子稳定性不一定好。

•在高温、高压及高负荷的工作环境, 润滑油中处于悬浮状态的胶体纳米粒子的稳定状态极易遭到破坏而发生聚沉, 最终失去纳米粒子在摩擦中具有的功能。

•国内在20世纪70年代就将粉磨细加到油中作抗磨减摩实验, 但往往由于超微粉技术不过关, 粉沉淀而导致实验失败。

展望：

•纳米润滑油的减摩抗磨机理现在有很多种，虽然有些已经应用于解释各种抗磨减摩现象，并取得了一定的成果，但还缺乏进一步的实验验证．•活性剂的选择是解决纳米粒子在润滑油中的分散及稳定性的重要突破口，也是纳米添加剂能够实际应用的前提．研究纳米颗粒与其它添加剂的配伍情况，即加强纳米颗粒与油品兼容性方面的研究．

•“智能”自修复的深入研究大幅减少更换机件和维修费用，减小后勤保障压力

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