纳米铜离子的原位合成及摩擦性能研究

【摘要】：摩擦损失对于当今社会的经济具有很大的冲击性,而近些年来人们热衷于对润滑油添加剂的研究,将各类的抗极压剂、抗磨损剂被加入到润滑油中以提高其润滑性能。纳米铜粒子作为纳米材料具有的量子尺寸效应、表面效应、宏观量子隧道效应及铜自身独特的理化性质,添加到润滑油中具有抗极压性、自主修复金属表面的效应,可以提高润滑性能并减少摩擦损失。本文利用硫酸铜和次亚磷酸钠及柠檬酸作为原料,用超声波辅助—液相还原法直接原位合成纳米铜粒子并对其进行表面修饰,使其具有抗氧化性能及良好的油溶性,便于添加到润滑油中并循环使用。论文的第一部分：简要综述了纳米铜粒子的特性、合成方法,作为具有抗极压性和自修复功能添加剂添加到润滑油中的效应以及应用的研究进展。论文的第二部分：分别以聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和油酸作为包覆剂,水和乙醇作为液相反应系统,在超声条件下进行原位合成并且原位修饰纳米铜粒子。将反应温度、还原剂次亚磷酸钠和柠檬酸的配比及超声频率作为因素水平进行正交实验,采用红外光谱、紫外光谱、粒度分析测试仪、场发射扫描电镜、DSC、 TG等手段获取合成的纳米铜粒子的相关信息。根据表征结果选出最佳合成纳米铜粒子的反应条件。并将得到的最佳粒度的纳米铜粒子添加到润滑油中进行四球摩擦试验,对磨斑直径、PB值及其磨痕形貌进行对比分析,结果表明添加纳米铜粒子的润滑油其磨痕较浅,具有良好的应用价值。