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表面修饰片状纳米Cu粉手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网制备及其摩擦学性能

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发表于 2020-4-20 23:13:00 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
文章导读:

以硬脂酸为过程处理剂,采用等离子球磨制备表面修饰片状纳米Cu粉,使片状纳米Cu粉体表面吸附并化学键合了非极性基团,Cu粉获得亲油疏水表面特性。在高载荷、高转速工况下,片状纳米Cu粉显示出良好手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网减摩自修复效果,有效提高了润滑油手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网极压抗磨性能。
一、制备方法
将Cu原始粉末与3wt%硬脂酸混合均匀,磨罐内手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网气氛为1bar手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网高纯Ar气,经等离子球磨5h后取粉,制备得到表面修饰片状纳米Cu粉。
二、结果与分析


图1:Cu粉体手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网SEM图像原始铜粉;等离子球磨5h



图2:片状纳米Cu粉手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网TEM图像


经等离子球磨得到手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网片状纳米Cu粉手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网厚度在20nm左右,晶粒尺寸在15nm左右,说明球磨导致了Cu手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网晶粒尺寸减小和晶格畸变增大。另外,没有发现氧化和污染现象。



图3:硬脂酸和片状纳米Cu粉手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网红外吸收光谱

由图3结果可得,在球磨过程中,由于等离子体手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网协同作用,硬脂酸发生裂解、气化或电离等变化,C=O键发生断裂并与活性极大手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网片状纳米Cu粉表面形成Cu-O键。即硬脂酸以Cu-O键手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网形式与铜核之间形成了稳定手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网化学键合,而非普通球磨产生简单手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网物理或者化学吸附来实现对粉体手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网表面改性。等离子球磨制备手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网片状Cu粉亲油化度测定为37.5%,而利用普通球磨5h制备手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网硬脂酸修饰Cu粉手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网亲油化度仅为28.5%?杉壤胱忧蚰ズ螅仓岜砻嫘奘问只蚯騛pp下载-手机买球app-手机买球app官网效果更好,改性后手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网片状纳米Cu粉体表面吸附或化学键合了非极性长链基团,这些基团展露在外能与其他有机介质亲和,降低界面张力,Cu粉由亲水疏油性转变为亲油疏水性。



图4:100N和200N载荷下基础油和复合油手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网摩擦因数及磨损失重

由图4可知,同等载荷下复合油手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网摩擦因数均小于基础油,当载荷增加,基础油手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网承载能力不足导致摩擦副手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网真实接触面积增大,使得摩擦因数增加,而复合油中手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网片状纳米Cu粉具有良好手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网减摩效应,同时又可以提高基础油手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网承载能力,因此复合油手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网摩擦因数反而减小。同等载荷下基础油中试样手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网磨损失重均大于复合油,且当载荷增加时,复合油中手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网磨损失重反减不增,在90min时试样出现“负磨损”现象,即在高载荷工况下,复合油发挥了一定手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网自修复效果。



图5:100N和200N载荷下手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网磨痕形貌100N基础油;100N复合油;200N基础油;200N复合油

由图5可见,在100N载荷下,基础油中摩擦副表面手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网犁故只蚯騛pp下载-手机买球app-手机买球app官网ズ郾雀春嫌椭惺只蚯騛pp下载-手机买球app-手机买球app官网更宽更深。当载荷增加到200N时,基础油润滑手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网试样表面沟壑进一步加宽加深,并且出现明显手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网磨粒剥落,但200N复合油中手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网试样表面磨痕反而细化,整个表面显得更为平整。表明片状纳米Cu复合润滑油在高载荷时具有更佳手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网减摩抗磨性能。当提高载荷时,在摩擦力和摩擦热手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网作用下,等离子体辅助球磨制备手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网高活性片状纳米Cu粉更加容易发生熔融并吸附铺展在摩擦副表面,把磨损表面手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网划痕和裂纹弥合,即对摩擦副表面沟壑、凹坑等进行一定手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网填补和修复,产生图7中手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网低磨损量甚至“负磨损”现象。
三、原理
在等离子球磨Fe,Cu等金属粉体时,等离子体产生手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网温度场和电场协同磨球手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网机械撞击作用,能够促使金属粉体发生剧烈形变,极易获得薄片状纳米金属粒子。这些等离子球磨制备手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网纳米粒子具有严重手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网晶格畸变,表现出极大手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网反应活性,作为润滑油添加剂将有利于表面摩擦化学反应膜手机买球app下载-手机买球app-手机买球app官网形成。

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