纳米材料在润滑油中的应用

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,纳米材料在润滑油中的应用,1,实验目的,根据纳米粒子小尺寸效应以及表面改性等作用，在润滑油中添加纳米材料制 成的润滑剂可显著提高其润滑性能和承载能力，降低摩擦系数，减少摩擦阻力， 延长机器的寿命；为了检验纳米粒子作为润滑油添加剂在润滑油中的作用，本试 验将分别测试其具有代表性的三个摩擦学方面的性能，即极压性能、抗磨性能和 减摩性能。这三个方面的性能可以用最大无卡咬负荷,PBl,磨斑直径,d,和摩擦系数,u,来检验。,2,实验要求,了解实验仪器、设备的使用方法；了解纳米材料的加入方法；验证纳米材料作为添加剂的作用与机理。,3,实验设备,1,济南试金集团产,MRS1J,机械式四球长时抗磨损试验机,(,见图,1,1),2,上海市大南化工油脂有限公司提供的四球机专用钢球，材质为,GCrl5,，类似于,ANSI(,美国钢球学会,),标准钢,No,E52100,制成，直径为,12,，,7mm(0,5in,),，,6466HRC,，等级为,25EP(,超光,),；,3,上海光学仪器五厂产,15J,测量显微镜；上海大华仪表厂产,LMl4204,自动平衡记录仪。,4,实验步骤,（一）具体的纳米粒子添加剂配制步骤如下：,(1) Tween20,、,Tween60,、,Span20,按,2,：,2,：,1,的比例搅拌均匀。,(2),将混合活性剂与聚醚以,5,：,1,的比例混合后加入纳米粒子，放于,7080,电热恒温水浴锅中搅拌约,l0,分钟左右；,(3),将混合活性剂加入到油中后置于,KQ218,型超声波振荡器中振荡,20,分钟，使纳米粒子充分分散；,(4),将油品放在,H97AJ,巨温磁力搅拌器中搅拌,2,个小时左右，温度控制在,80,，速度为,1300r,min,；多次重复,(3),和,(4),步骤，具体的分散、搅拌时间要根据纳米粒子的添加量而定。,5,实验步骤,（二）极压性能最大无卡咬负荷,PB,试验步骤如下：,1,用洗涤汽油和石油醚,(6090,，符合,GBl922,中的,NY90,要求,),仔细清洗四个试验用钢球、上球卡具、油盒以及与试验油样接触的各个部件，然后吹于备用。清洗后的试验钢球应光洁无锈斑。,2,打开电源，调整主轴转速到,1760i40r,min,，空转,23,分钟，调整好计时器。,3,把三个试验钢球放在油盒内，并把压紧环放在试验钢球上面用螺母上紧，把试验油样倒入油盒内，使其浸没钢球并超过顶部,3mm,。,4,将一个试验钢球装到夹头中，并把夹头装在主轴上。,5,把组装好的试验油盒装在四球试验机上的试验座上。,6,实验步骤,6,试样温度控制在,1835,。,7,启动液压油泵，油盒上升，使下面三个试验钢球与上面的试验钢球接触，缓慢地,加载荷。,8,启动电机，运转,10,土,0,2s(,四球机主轴的制动时间不计算在内,),。,9,取下油盒和夹头，并卸下夹头中的试验钢球。,10,将试验钢球放在显微镜下观察，如果磨斑已经扭曲，不是表现为比较完整的圆形，则下次试验就在低一级的负荷下进行；如果磨斑为规则的圆形或椭圆形，则下一次试验就可以加大负荷。这样反复试验，直到确定出最大,P9,值为止。,7,实验步骤,（三）磨斑直径和摩擦系数的测定步骤如下：,1,用洗涤汽油和石油醚,(6090,，符合,GBl922,中的,NY90,要求,),仔细清洗四个试验钢球、上球卡具、油盒以及与试验油样接触的各个部件，然后吹干备用。清洗后的试验钢球应光洁无锈斑。,2,将一个试验钢球装到夹头中，并把夹头装在主轴上。,3,把三个试验钢球放在油盒内，并把压紧环放在试验钢球上面用螺母上紧，把试验油样倒入油盒内，使其浸没钢球并超过顶部,3mm,。,4,开电源，调整主轴转速到,1200,土,30r,min,，空转,10,分钟左右，调整好计时器。,5,将油盒放在油盒座上，缓缓施加载荷至,392N,。,8,实验步骤,6,加热试验油样并调节到,75i2,。,7,在试验温度下，开动电机驱动主轴旋转。,8,试验时间达到,60,土,lmin,时，停止加热和关掉电机，除去负荷取出油盒，将试验油样倒出。,9,用显微镜测量油盒中三个下球上的磨斑直径，测量精度为,0,01mm,，每个球上的磨斑直径测量两次，一次沿着油盒中心射线方向，另一次与第一次垂直。以毫米为单位报告三个钢球六次测量的磨斑直径算术平均值。测量时的观察线应垂直磨斑表面。如果磨斑是一个椭圆，则在磨痕方向做一次测量，另一次测量与磨痕方向垂直。,10,如果一个下球的两次测量的平均值与所有的六次测量平均值大于,0,04mm,，则应该检查上球与油盒的轴心对中情况。,9,实验结果与分析,通过最大无卡咬负荷,PBl,磨斑直径,d,和摩擦系数,U,的实验数据，可以看到加入纳米粒子的基础油比没有加的基础油最大无咬合,PB,值有了很大的提高，磨斑直径,d,有所减小，摩擦系数,U,有所降低。这说明纳米粒子提高了润滑油的承载性能，增强了润滑油的减磨抗磨性能，总体上提高了润滑油的质量，达到了实验的目的。,10,