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可分散性Cu及其复合纳米微粒的制备和摩擦学行为的研究

许耀华  
【摘要】:本文较为深入系统地研究了Cu及其复合纳米微粒的表面改性技术,表征了其结构,评价了其作为环境友好润滑油添加剂的摩擦学性能,尝试为具有润滑功能的Cu纳米微粒润滑油添加剂的制备提供一条切实可行的途径。本论文主要研究内容和结果如下: (1)油酸/油胺修饰Cu纳米微粒的制备和表征 以硝酸铜为前驱体、硼氢化钠为还原剂,利用液相还原和两相萃取的方法制备了油酸/油胺修饰油溶性Cu纳米微粒;采用透射电子显微镜、X射线衍射仪、傅立叶变换红外光谱仪、热分析仪分析了产物的形貌、结构、热稳定性;利用四球摩擦磨损试验机考察了其作为液体石蜡添加剂的摩擦学性能,采用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪分析了磨斑表面形貌、元素组成及化学状态。结果表明:得到的油酸/油胺修饰Cu纳米微粒粒径小,在石油醚、氯仿、甲苯、液体石蜡、聚α烯烃(PAO)中具有良好的分散性,其作为液体石蜡添加剂具有良好的抗磨性能。 (2)油酸/油胺修饰Cu@Fe_3O_4纳米微粒的制备和表征 先以硫酸铜为前驱体、氨水为络合剂、水合肼为还原剂,在水溶液中制备了透明的铜溶胶;再加入二氯化铁和三氯化铁,对制备的Cu纳米微粒表面进行包覆,最后利用油酸和油胺对Cu@Fe_3O_4纳米微粒进行表面改性,得到油酸/油胺修饰Cu@Fe_3O_4纳米微粒。采用透射电子显微镜、X射线衍射仪、傅立叶变换红外光谱仪分析了产物的形貌和结构;利用四球摩擦磨损试验机考察了其作为PAO添加剂的摩擦学性能。结果表明:得到的油酸/油胺修饰Cu@Fe_3O_4纳米微粒粒径小,在石油醚、氯仿、甲苯、液体石蜡、PAO中具有良好的分散性,其作为PAO添加剂具有良好的抗磨性能。 (3)氨基功能化羟基硅酸镁(clay)修饰水溶性Cu纳米微粒的制备和表征 以氢氧化铜的乙二胺溶液为前驱体、水合肼为还原剂、氨基功能化羟基硅酸镁为络合剂和修饰剂,采用原位表面修饰技术,通过液相还原的方法制备了水溶性的Cu纳米微粒;采用透射电子显微镜和X射线衍射仪分析了产物的形貌和结构,采用导热系数测定仪考察了其作为水基润滑添加剂的导热性能;并采用SRV微振动摩擦磨损试验机(Optimol SRV-IV)评价了其摩擦学性能。结果表明:得到的水溶性铜纳米微粒粒径小,在水中具有良好的分散性,作为水基润滑添加剂具有良好的抗磨减摩性能。(4)氨基功能化羟基硅酸镁(clay)修饰的水溶性Cu-Ag复合纳米微粒的制备和表征 以硝酸铜和硝酸银为前驱体、水合肼为还原剂、氨基功能化羟基硅酸镁为络合剂和修饰剂,采用原位表面修饰技术,通过液相还原的方法制备了水溶性的Cu-Ag复合纳米微粒。采用透射电子显微镜、X射线衍射仪分析了产物的形貌和结构,采用导热系数测定仪考察了其作为水基润滑添加剂的导热性能;并采用SRV微振动摩擦磨损试验机(Optimol SRV-IV)评价了其摩擦学性能。结果表明:得到的水溶性Cu-Ag复合纳米微粒粒径分布均匀,在水中具有良好的分散性,其作为水基润滑添加剂具有良好的抗磨减摩性能。


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