潤滑是減少機械系統中摩擦和磨損的zui有效方法之一。隨著溫度和壓力的升高,金屬與金屬之間的相互作用變得更加嚴重,潤滑劑的壓力也會更大。傳統的邊界潤滑添加劑不會殘留在金屬表面上,并且不能防止在這些條件下摩擦、磨損和機械損壞的增加。為了提高基礎油的潤滑性能,固體添加劑的使用越來越多。納米材料的發展為納米潤滑油的研究提供了新的契機。研究發現,具有納米顆粒如MoS2或銅的液體潤滑劑降低了摩擦系數并增加了潤滑油的承載能力。然而,由于物理和化學性質之間的差異,某種納米顆粒可能只在摩擦表面的特定溫度和壓力下起作用在工業上,摩擦和磨損對維護機械系統和提高效率特別重要。從這一概念出發,石墨和銀納米顆粒被選為兩種高效納米潤滑油的候選材料。
本文研究了石墨和銀納米顆粒作為基礎油固體添加劑的物理穩定性。
將石55nm石墨、7nm和50nm銀納米顆粒分散在烷基芳基磺酸鹽和聚氧乙烯烷基酸酯中。將納米顆粒-表面活性劑混合物添加到基礎油中,并使用超聲探頭中進行攪拌,制備了石蠟基礎油(EP220)懸浮液。
使用 LUMiFuge®進行測試,離心力為1,147g。以透光率隨時間變化曲線以表示樣品在測試過程中的失穩狀態,曲線變化程度越大,坡度越陡,樣品穩定性越差。
2. 結果與分析
圖1 納米潤滑油透光率的變化
使用穩定性分析儀(LUMiFuge,離心力為1147 g)評估納米潤滑油的分散穩定性。圖1中的曲線橫坐標為時間,縱坐標為透光率,通過懸浮液的透光率隨時間的變化情況對分散穩定的程度進行判斷,坡度越陡,穩定性越差。圖1分別顯示了0.1和1.0 vol%納米潤滑油的分散穩定性。如圖1(a)所示,所有0.1 vol%的懸浮液都沒有明顯的梯度變化,這表明這些樣品非常穩定。如圖1(b)所示,50 nm Ag懸浮液的梯度比中7 nm Ag更陡,而1.0 vol%石墨懸浮液未觀察到明顯變化。綜合兩組測試結果,說明納米顆粒的大小和密度對懸浮液的穩定性有一定影響。
3. 結論
通過LUMiFuge對銀和石墨懸浮液的分散穩定性進行了有效評價。結果表明,所有0.1 vol%的懸浮液都非常穩定。納米顆粒的密度和尺寸影響其在1.0 vol%濃度下的分散穩定性。
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