新型舰船抗磨添加剂和润滑油液的研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 王建华 |
| 学位类别 | 理学博士 |
| 答辩日期 | 2009-11-16 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 刘维民 |
| 关键词 | 舰用齿轮油 水溶性纳米添加剂 油溶性纳米铜 水—乙二醇难燃液压液 摩擦学性能 lubricating additives water-soluble inorganic nanoparticles oil-soluble nano-Cu water-glycol hydraulic fluid tribological properties |
| 学位专业 | 物理化学（含：化学物理） |
| 中文摘要 | 本论文以海军新装备用油国产化的需求为牵引，根据舰船通用齿轮油和舰船水基难燃液压液的技术指标和要求，结合两种舰船新润滑剂极压抗磨关键技术的需求，开展了水溶性环保型纳米添加剂及油溶性纳米铜和低气味有机多硫化物的制备、摩擦学机理和应用研究。所得到的主要结论如下： 1. 研究了水溶性纳米SiO2 作为水基抗磨添加剂在水—聚乙二醇基础液中的摩擦学性能。摩擦学试验结果表明：在纳米尺度范围内，SiO2 颗粒均具有良好的减摩性能，且粒径越小减摩效果越好；在承载能力方面，四种粒径的SiO2 颗粒均显著提高了水溶液体系的承载能力，且随粒径的增加，承载能力也随之增加；在抗磨性方面，随粒径的增加，SiO2 纳米粒子对摩擦表面的磨粒磨损作用增大，反而加剧了对摩擦表面的磨损。 2. 采用超临界法制备的TiO2 纳米粉体在蒸馏水及水—聚乙二醇基础液中分散均匀，无团聚现象，粒径分布较窄，颗粒尺寸集中在10 nm 左右，其摩擦学试验结果表明：TiO2 纳米微粒在水溶液中具有优异的减摩抗磨性能，良好的承载能力和一定的极压性能，其在摩擦表面形成了一层类陶瓷性能的纳米TiO2 薄膜，该反应膜具有优良的韧性和抗弯强度，从而起到抗磨减摩的作用。与纳米SiO2 颗粒相比，TiO2 的摩擦学性能更为优异，原因在于纳米SiO2 在摩擦过程中易团聚形成硬质的较大颗粒从而造成一定程度的磨粒磨损，而纳米TiO2 在高负荷下极有可能处于熔化、半熔化或烧结状态，形成一层纳米类陶瓷薄膜，其韧性、抗弯强度均大大超出一般的薄膜，摩擦学性能优异。 3. 合成了DDP 修饰的油溶性纳米Cu 添加剂，并考察了其在不同基础油和不同摩擦副下的摩擦学性能。发现其作为添加剂时的对矿物油500SN 和PAO10 有不同的感受性，虽然都能不同程度的提高相应基础油的摩擦学性能，但其在PAO10 中的性能明显要优于500SN。纳米铜添加剂以0.9%添加到基础油500SN，作为钢/钢摩擦副的润滑剂时，承载能力从44 kg 增加到90 kg，烧结负荷从160 kg 增加到250 kg，而在PAO10 中，当加入量为0.5%时，承载能力就达到基础油的200 %，同时烧结负荷也得到明显提高。此外当其作为5cSt 加氢中性油的添加剂对陶瓷/钢摩擦副进行润滑时，也表现出优异的抗磨性能。 4. 系统研究了所制备的低气味有机多硫化物的摩擦学性能及其与纳米铜和常规含磷添加剂复配后的摩擦学性能，发现所制备的低活性、气味小的有机多硫化物与磷化物复合后达到了重负荷齿轮油苛刻的极压性能要求，并解决了以往齿轮油配方选用高活性硫带来气味大的问题。新研制产品具有适宜的粘度和粘度指数，良好的低温、防锈、防腐性能，优良的极压抗磨、破乳化和氧化安定性能，良好的环保性，适合密闭环境下使用。研制产品有望代替俄罗斯进口齿轮油和国产26 号军用通用齿轮油、18 号合成双曲线齿轮油在海军舰艇和辅助船相关设备上使用。 5. 系统考察了不同链长的直链羧酸盐、二聚酸钾、自制水溶性磷酸酯衍生物（YSM）以及市售水溶性抗磨剂（WT307）作为极压抗磨剂在水—乙二醇液压液基础液中的摩擦学性能，从中筛选出了性能优异的油酸钠和YSM，进一步研究了其复配后的摩擦学性能，并研究确定了适宜的防腐剂、防锈剂、抗泡剂，pH 调节剂，形成了一种水—乙二醇难燃液压液。系统评价表明，该配方液压液具有适宜的粘度，优良的粘温性和低温流动性，较好的抗磨、防腐、防锈性，其各项指标均达到舰艇用难燃液压液的战术技术指标要求，个别性能指标还优于同类美军成品难燃液压液，可在密闭环境下的液压系统中使用，有望解决舰用难燃液压液依赖进口的局面。 |
| 学科主题 | 纳米材料与润滑油添加剂 |
| 公开日期 | 2012-11-05 |
| 源URL | [http://210.77.64.217/handle/362003/1674]  |
| 专题 | 兰州化学物理研究所_固体润滑国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 王建华. 新型舰船抗磨添加剂和润滑油液的研究[D]. 中国科学院研究生院. 2009. |
入库方式： OAI收割
来源：兰州化学物理研究所
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