發(fā)布時間:2014-09-29
納米金屬或亞微米金屬潤滑抗磨劑與金屬催化氧化的矛盾的探討
由于納米粒子處于微觀粒子和宏觀物體的過渡區(qū)域,具有一系列新異的物理化學性能。諸如:比表面積特別大 表面張力亦很大、低溫下熱導性好、比熱增加、光吸收能力強、化學活性提高、熔點降低、優(yōu)良的力學性能等。因此在很多領域得到應用。目前納米粒子作為固體潤滑劑或油品添加劑的一種物態(tài)已有所發(fā)展。
抗磨減摩添加劑是潤滑油添加劑的精髓。人們試圖以固體潤滑劑的顆粒來代替油溶性添加劑,以解決油溶性抗磨劑的易水解和遇酸性物質生成油泥等弊病。
一、金屬納米粒子的抗磨減摩機理
納米粒子在接觸面上能形成一層遷移膜或沉積膜或反應膜,這些膜能防止或延長與接觸面的直接接觸以減少摩擦磨損;
納米粒子在兩接觸面之間起一種類似“球軸承”的作用,使兩接觸面易于滑動,從而減少接觸面間的摩擦磨損;
在重載荷和高溫條件下,兩摩擦面間的納米粒子被壓平,形成滑動系,因此降低摩擦磨損;
超細納米粒子在摩擦過程中可以填充工件表面的微坑和損傷部位,起到修復作用;
在較高的負荷下,納米粒子在摩擦表面形成合金層,使工件在較為苛刻的工作條件下,保持較好的潤滑狀態(tài)和修復性能。
金屬納米潤滑劑、抗磨劑在油品使用過程中主要起以下兩方面作用。
抗磨自修復作用;攜帶有金屬納米粒子的油液,流經磨損造成的凹坑時,納米材料會部分沉降在凹坑處,并被壓平,起到填補修復作用。運用粗糙度測量儀測試修復后金屬表面粗糙度發(fā)現的確有明顯的效果。
降低摩擦系數提高潤滑性;球型納米粒子可使原來液體的滑動摩擦變成無數微小滾珠形成的滾動摩擦,從而降低了摩擦系數提高了潤滑性。
二、金屬納米粒子作為油品的潤滑和抗磨組分必須解決的幾個方面
粒子團聚成塊,以致沉降,破壞了粒子在油相中穩(wěn)定的分散體系。針對此問題,有人試圖通過微粒幾何尺寸的改變,將納米粒子改變?yōu)閬單⒚琢W?,降低微粒碰撞的機率,達到穩(wěn)定分散的目的。
金屬對油液的催化氧化作用。眾所周知;金屬尤其是表面新鮮的金屬是油品氧化的良好催化劑。且金屬納米粒子由于它的比表面積特別大,與油品接觸的可能性也成倍增加。由此,油品被催化氧化的機會也會增大。需要克服這一難題。納米粒子的表面修飾是一種有效的方法;所謂表面修飾即對納米粒子的表面進行化學或物理處理,使微粒子的外面包裹一個保護層,避免金屬微粒和油品的直接接觸,減少油品被催化氧化的可能性;此外還可設法使金屬微粒表面鈍化,同樣可降低金屬的活性,而減少對油品的催化氧化作用。
納米粒子的表面修飾還能提高油品的極壓抗磨性。例如采用沉淀法和溶膠-凝膠法在混合溶劑中制取的二烷基二硫代磷酸(DDP)分子表面修飾的納米粒子在基礎油中具有優(yōu)良的抗磨減摩性能。。
納米技術相關知識介紹
*納米是長度為百萬分之一米的度量單位。
*納米技術(nanotechnology)是用單個原子、分子制造物質的科學技術。研究結構尺寸在0.1-100納米范圍內材料的性質和應用。
*納米粉體材料(納米顆粒),一般指尺寸在1-100微米之間的超細粒子(超微粒子),它小于一般生物細胞,與病毒的尺寸相當。
*納米材料,廣義地說,納米級材料是指在三維空間中,至少有一維處在納米尺度范圍內。