含纳米微粒的脲基润滑脂摩擦学性能研究

摘要

目前，80％以上的滚动轴承采用脂润滑，而润滑脂的润滑性能在很大程度上取决于添加剂的性能。随着现代工业的发展，许多机械运行在高温、高速、重载等场合，而在运行过程中还要考虑噪声、环保等各方面的因素，这对润滑脂提出了更高的要求。由于脲基润滑脂具有滴点高、使用寿命长、耐高温高速性、抗水性等优点，使其在工业上具有广泛的应用，但脲基脂本身的极压性能不高等缺陷在一定程度上限制了其发展。
　　本文提出了利用纳米科学技术对脲基润滑脂进行改性的思路，将纳米微粒添加到脲基润滑脂中，进行均匀和稳定的分散，制成含不同纳米微粒的配方，利用长磨试验的结果，对11种纳米材料进行了筛选，并研究了三种性能比较优异的纳米微粒的摩擦学性能。实验表明，添加的纳米二氧化硅微粒、纳米聚四氟乙烯微粒和碳酸钙、稀土复合微粒具有很好的减摩抗磨作用。另外，本文还利用SEM图像和能谱分析等手段，对长磨试验后的钢球磨痕情况进行了研究，归纳总结出了三种配方的减摩抗磨和自修复机理。其中纳米二氧化硅的减摩抗磨机理是“微滚动轴承”效应，纳米聚四氟乙烯是由于在摩擦副表面形成一层低剪切强度和高抗压强度的沉积膜，而纳米碳酸钙和稀土复合微粒是“微滚动轴承”效应、沉积膜作用和表面强化层作用的协同作用。试验结果表明:二氧化硅1%、PTFE3%配方和复合碳酸钙(碳酸钙和稀土元素各1%)配方具有突出的减摩抗磨作用,具有很高的工业应用价值。

目录

含纳米微粒的脲基润滑脂

RESEARCH ON TRIBOLOGICAL PERFORMANCE OF UREIDO-DCARBAMIDO GREASE FILLED WITH NANO PARTICLES

摘要

Abstract

概述

1.1 课题来源

1.2 课题研究的目的和意义

国内外研究现状分析

含纳米微粒的润滑油研究情况

含纳米微粒的润滑脂研究现状

1.4 课题的主要研究内容

脲基纳米润滑脂工艺的研究

含纳米微粒润滑脂摩擦自修复机理

第2章 试验设计

2.1 试验设备及试样

2.2 纳米材料的选择

2.3 试验方法

长磨试验

极压试验

试验数据分析

第3章 纳米微粒对脲基润滑脂性能影响

3.1 不同纳米材料的长磨试验

纯脂的长磨试验数据

有机纳米微粒的选择及长磨实验

稀土微粒的长磨试验数据

氧化物纳米微粒

其他纳米材料

3.2 二氧化硅配方扩展试验及机理分析

长磨试验

极压性能试验

理化性能测试

表面改性影响及摩擦学机理分析

3.3 纳米碳酸钙微粒的扩展试验

长磨试验

极压性能测试

润滑机理分析

3.4 纳米PTFE微粒的扩展试验

长磨试验

极压性能试验

理化性能测试

摩擦自修复机理分析

3.5 本章小结

第4章 复合纳米微粒协同作用研究

4.1 PTFE和二氧化硅复合作用

长磨试验结果

协同作用机理研究

4.2 稀土微粒和碳酸钙复合作用

长磨试验结果

协同作用机理探讨

4.3 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

致谢