洋葱状蜡烛灰纳米颗粒作为润滑添加剂的摩擦学性能研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 魏佳星 |
| 学位类别 | 理学硕士 |
| 答辩日期 | 2014-05-28 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 导师 | 刘维民 |
| 关键词 | 蜡烛灰 洋葱状碳纳米颗粒 减摩抗磨 润滑机理 candle soot onion like carbon nanoparticles friction reducing and anti-wear lubrication mechanism |
| 学位专业 | 物理化学 |
| 中文摘要 | 洋葱状碳纳米颗粒可以有效嵌入运动机械间隙以及在滑动摩擦过程中通过片层剥离而起到润滑抗磨作用，但制备较困难。二硫金属化合物可以形成洋葱状纳米结构材料，但其含有的金属和硫元素会增加环境有毒物的排放。本文针对这些问题，通过简单有效的方法由蜡烛燃烧制备了绿色、环保洋葱状碳纳米材料研究了其作为水和润滑油添加剂的摩擦学性能，探讨了其作为高效润滑添加剂的润滑机理。主要研究成果如下： 1. 通过简单的方法制备了三种洋葱状结构的蜡烛灰，它们在水中具有较好的分散性能。通过HRTEM和Raman研究发现，收集的蜡烛灰经过进一步的煅烧或酸化之后，结构变得更加有序，在水中的分散性更好。摩擦学性能研究表明，当水中的添加浓度为1 mg/mL时，三种洋葱状蜡烛灰均可以降低摩擦系数和磨损体积，特别是表面改性后的洋葱状蜡烛灰，其润滑和抗磨效果更佳。通过磨斑的SEM、Raman和磨屑的TEM、HRTEM分析，提出了洋葱状蜡烛灰纳米颗粒在水润滑中滑动与滚动相结合的润滑机理。 2. 进一步研究了洋葱状蜡烛灰纳米颗粒作为润滑油添加剂的摩擦学性能。因为液体石蜡粘度大，所以碳纳米颗粒很容易团聚从而加重摩擦磨损，因此将洋葱状蜡烛灰纳米颗粒添加到液体石蜡中的减摩抗磨作用不明显。通过简单方法收集的蜡烛灰表面呈负电性，可以用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)进行修饰。表面修饰CTAB之后其分散性更好，粒径更加均匀，并且能够进一步减小碳纳米颗粒的分散粒径，从而使得CTAB-CS具有极佳的减摩抗磨作用，特别是其抗磨性能比相同条件下的液体石蜡提高了约20倍。通过SEM、Raman和XPS表征提出了CTAB表面修饰的洋葱状纳米颗粒在润滑油中通过滚动而发挥润滑抗磨损作用的机理。 |
| 学科主题 | 材料科学与物理化学 |
| 公开日期 | 2014-11-21 |
| 源URL | [http://210.77.64.217/handle/362003/6749]  |
| 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 | 魏佳星. 洋葱状蜡烛灰纳米颗粒作为润滑添加剂的摩擦学性能研究[D]. 中国科学院大学. 2014. |
入库方式： OAI收割
来源：兰州化学物理研究所
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