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微納米顆粒作為潤滑添加劑能夠顯著的改善摩擦副的潤滑狀態(tài)，降低摩擦磨損，具有廣闊的應(yīng)用前景。但由于制備方法、工藝和成本的局限，難以滿足規(guī)模化應(yīng)用的需求。目前，研發(fā)能夠規(guī)?；瘧?yīng)用的功能全面、成本低、無污染的自修復(fù)材料，已成為世界各國的研究熱點。近年來以天然蛇紋石礦物為代表的“摩擦改進劑”用于金屬摩擦表面的自修復(fù)，已經(jīng)受到國內(nèi)外研究者的廣泛關(guān)注。凹凸棒石具有與蛇紋石礦物相似的化學成分和晶體結(jié)構(gòu)，其礦物為粘土礦，顆粒為天然一維納米纖維，因此本論文選擇凹凸棒石作為研究對象，對其用作潤滑油添加劑的摩擦學性能及自修復(fù)機理進行了系統(tǒng)的研究。
論文以經(jīng)工業(yè)提純的凹凸棒石作為研究對象，首先采用多種分析測試手段對其晶體結(jié)構(gòu)及理化特性進行了系統(tǒng)分析，對不同預(yù)處理工藝對其晶體結(jié)構(gòu)和性能的影響進行了研究，并采用硅烷偶聯(lián)劑 KH-550對凹凸棒石進行了表面改性，分析了改性效果和改性機理。
分別測試了凹凸棒石作為添加劑在三種典型潤滑油中試件的摩擦學性能，分析了試件磨損表面形貌、元素分布和物相組成，并對其減摩抗磨性能機理進行了初步探討。凹凸棒石在三種典型的潤滑油中均有效降低了試件的摩擦系數(shù)和磨損率，表現(xiàn)出優(yōu)良的減摩抗磨性能。并且，凹凸棒石的加入可在試件磨損表面形成非連續(xù)的自修復(fù)膜。
分別考察了不同摩擦環(huán)境因素（載荷、頻率和試驗溫度）、預(yù)處理工藝參數(shù)（熱處理溫度、酸處理濃度）及線接觸模式下凹凸棒石作為添加劑在礦物基礎(chǔ)油150SN中試件的摩擦學性能，并對試件磨損表面進行了形貌和元素組成分析。研究表明：凹凸棒石的加入在不同摩擦環(huán)境因素條件下試件均表現(xiàn)出優(yōu)良的減摩抗磨性能，且磨損表面發(fā)現(xiàn)了自修復(fù)膜的存在。線接觸模式下，凹凸棒石的加入也使試件表現(xiàn)出了較好的減摩抗磨性能，磨損表面形成厚度約3μm主要由納米晶和非晶構(gòu)成的自修復(fù)膜。
將有機鉬與凹凸棒石復(fù)合加入潤滑油中進行摩擦學試驗，分別在不同摩擦副接觸方式、不同載荷和不同頻率條件下測試了有機鉬與凹凸棒石之間的協(xié)同作用，結(jié)果表明：在試驗所用參數(shù)條件下，有機鉬與凹凸棒石之間均體現(xiàn)出正的協(xié)同作用，表現(xiàn)出優(yōu)于凹凸棒石單獨存在時的減摩抗磨性能。
將納米銅與凹凸棒石復(fù)合加入潤滑油中進行摩擦學試驗，分別在不同摩擦副接觸方式、載荷和頻率條件下測試了納米銅對凹凸棒石摩擦學性能的影響。在試驗所用參數(shù)條件下，納米銅進一步提高了凹凸棒石的減摩抗磨性能。
本文的研究結(jié)果表明：凹凸棒石用于潤滑油添加劑，有效降低了試件的摩擦系數(shù)和磨損率，表現(xiàn)出優(yōu)良的減摩抗磨性能，并可在試件磨損表面形成自修復(fù)膜。而凹凸棒石與減摩添加劑有機鉬以及納米銅的復(fù)合，可進一步提高其減摩抗磨性能。因此，將凹凸棒石作為“摩擦改進劑”用于金屬摩擦表面的自修復(fù)，具有很好的應(yīng)用前景。本文的研究為凹凸棒石作為優(yōu)質(zhì)、高效的自修復(fù)材料及其將來在工程上的規(guī)模應(yīng)用，提供了理論基礎(chǔ)和工程佐證。

    doi：
    10.7666/d.D749660
    關(guān)鍵詞：
    納米凹凸棒石 潤滑油添加劑 摩擦學性能 表面自修復(fù)
    作者：
    王利民
    學位授予單位：
    哈爾濱工程大學
    授予學位：
    博士
    學科專業(yè)：
    材料學
    導師姓名：
    徐濱士
    學位年度：
    2015
    語種：
    中文
    分類號：
    TE624.82 TB383
    在線出版日期：
    2016年05月04日（萬方平臺首次上網(wǎng)日期，不代表論文的發(fā)表時間）