潤滑是減少機(jī)械系統(tǒng)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(yán)重，潤滑劑的壓力也會更大。傳統(tǒng)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(jī)械損壞的增加。為了提高基礎(chǔ)油的潤滑性能，固體添加劑的使用越來越多。納米材料的發(fā)展為納米潤滑油的研究提供了新的契機(jī)。研究發(fā)現(xiàn)，具有納米顆粒如MoS2或銅的液體潤滑劑降低了摩擦系數(shù)并增加了潤滑油的承載能力。然而，由于物理和化學(xué)性質(zhì)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(yè)上，摩擦和磨損對維護(hù)機(jī)械系統(tǒng)和提高效率特別重要。從這一概念出發(fā)，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(chǔ)油固體添加劑的物理穩(wěn)定性。

1. 材料和方法   

1.1納米顆粒和潤滑油  

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(chǔ)油中，并使用超聲探頭中進(jìn)行攪拌，制備了石蠟基礎(chǔ)油（EP220）懸浮液。

1.2 物理穩(wěn)定性分析  

使用 LUMiFuge®進(jìn)行測試，離心力為1,147g。以透光率隨時(shí)間變化曲線以表示樣品在測試過程中的失穩(wěn)狀態(tài)，曲線變化程度越大，坡度越陡，樣品穩(wěn)定性越差。

2. 結(jié)果與分析

圖1 納米潤滑油透光率的變化

使用穩(wěn)定性分析儀(LUMiFuge，離心力為1147 g)評估納米潤滑油的分散穩(wěn)定性。圖1中的曲線橫坐標(biāo)為時(shí)間，縱坐標(biāo)為透光率，通過懸浮液的透光率隨時(shí)間的變化情況對分散穩(wěn)定的程度進(jìn)行判斷，坡度越陡，穩(wěn)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(wěn)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(wěn)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(jié)果，說明納米顆粒的大小和密度對懸浮液的穩(wěn)定性有一定影響。

3. 結(jié)論

通過LUMiFuge對銀和石墨懸浮液的分散穩(wěn)定性進(jìn)行了有效評價(jià)。結(jié)果表明，所有0.1 vol%的懸浮液都非常穩(wěn)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(wěn)定性。