納米金屬粉的制備及其潤滑性能研究

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1、碩士學位論文摘要本文主要研究納米金屬粉體的制備與摩擦學性能。在查閱文獻的基礎上，選擇了高能球磨的方法，分別選用金屬銅粉和金屬鉍粒為原料，進行了納米銅粉和納米鉍粉的制備研究。實驗選擇了合適的修飾劑，采取了制備與修飾同步進行的方法，并選擇了先干磨后濕磨的措施，成功制備出粒度分布均勻、分散性能優(yōu)良的納米銅粉和納米鉍粉。實驗初步探討了納米銅潤滑油添加劑和納米鉍潤滑油添加劑的配制，采用MMW-1摩擦磨損試驗機對納米銅粉和納米鉍粉以及納米銅鉍混合粉進行了潤滑性能測試，分析了不同負荷長時間摩擦條件下的磨斑直徑、摩擦系數與金屬納米粉體添加量之間的關系，討論了潤滑油中納米金

2、屬粉體適宜的添加劑量，對抗磨減摩機理做出了一些探討。實驗研究結論如下：（1）實驗研究了球磨工藝參數對納米鉍粉粒度的影響，得出干法階段制備納米鉍粉的優(yōu)化方案為：轉速為400r/min，修飾劑與鉍粒的質量比取1：4，加入鉍粒的質量為25g，時間8h；濕法階段制備納米鉍粉的優(yōu)化方案為：轉速350r/min，時間4h。在優(yōu)化實驗中，原料鉍粒經干磨再濕磨后，粒度由最大粒徑630μm下降到中位徑0.3μm，然后中位徑達到0.2μm，而濕磨溶液中粉體的中位徑為170nm。（2）濕法階段制備納米銅粉的優(yōu)化方案為：轉速為400r/min，修飾劑與原料銅粉的質量比取1：6，加

3、入銅粉的質量為25g，時間10h；濕法階段制備納米銅粉的優(yōu)化方案為：轉速350r/min，時間3h。在優(yōu)化實驗中，原料銅粒經干磨再濕磨后，粒度由最大粒徑35μm下降到中位徑0.28μm，然后中位徑達0.21μm，溶液中粉體的中位徑為50nm。（3）采用優(yōu)化方案制得穩(wěn)定分散的納米鉍粉，XRD檢測納米鉍粉的晶粒度為26nm，含有非晶態(tài)物質，TEM檢測顆粒分散效果較好，粒徑在5~30nm范圍內，顆粒表面有明顯的包覆層。（4）采用優(yōu)化方案制得穩(wěn)定分散的納米銅粉，XRD檢測納米銅粉的晶粒度為16nm，含有非晶態(tài)物質，TEM檢測顆粒分散效果較好，粒徑在10~40nm范

4、圍內，顆粒表面有明顯的包覆層。I摘要（5）潤滑性能測試中，在轉速和時間分別為1200r/min和2h的實驗條件下，改變載荷和添加劑量進行性能測試。在98N的作用力下，加入0.05%的納米銅粉，就能提高油品的抗磨減摩性能，磨斑直徑降低18.1%，摩擦系數降低了13.6%；加入0.05%的納米鉍粉就能改善油品的潤滑性能，磨斑直徑降低10.9%，摩擦系數降低了11.1%。（6）在轉速和時間分別為1200r/min和2h，負荷為392N的條件下，加入0.05%~0.7%的納米銅粉和納米鉍粉，都能提高基礎油的抗磨性能，在這個質量百分數范圍內，隨著納米金屬粉體含量的提

5、高，納米銅粉的抗磨減摩性能逐漸變差，而納米鉍粉的抗磨減摩性能逐漸變好。（7）初步分析確定潤滑油中納米銅鉍復合粉比較合適的質量百分數為0.25%，其中納米銅粉和納米鉍粉的質量比為1：4，進行了初步的潤滑性能測試，其抗磨性能優(yōu)于單金屬鈉米粉，在98N負荷下磨斑直徑降低了23.1%，摩擦系數降低了6.0%；在392N負荷條件下，磨斑直徑降低了20.9%，而減摩性能無明顯改善，可能是納米金屬粉體團聚所致。關鍵詞：納米銅粉納米鉍粉高能球磨法潤滑性能II碩士學位論文ABSTRACTInthisdissertation,preparationandtribologypr

6、opertiesofmetalnanoparticleswerechieflyinvestigated.Copperandbismuthwerechosenasrawmaterialstoresearchinpreparingmetalnanoparticles.Appropriatemodifierwasapplicatedwithin-situmodificationanddrygrindingfollowedbywetgrinding.Thecoppernanoparticlesandbismuthnanoparticleshavehomogeneo

7、ussizedistributionandexcellentdispersingstability.Lubricantadditivesofcopperandbismuthnanoparticleswereprepared.MMW-1frictionweartestingmachinewasadoptedtotestlubricatingpropertiesofcoppernanoparticles,bismuthnanoparticlesandcopper-bismuthmixedparticles.Relationshipbetweenwearscar

8、diameter,frictioncoefficientandqu