不同维度碳纳米颗粒对汽轮机油摩擦学性能的影响
2021-03-30沈俊杰包建军连金杯康武丽
沈俊杰 余 波 包建军 连金杯 康武丽
(1.西华大学能源与动力工程学院 四川成都 610039;2.四川大学高分子研究所 四川成都 610065;3.四川碳世界科技有限公司 四川 成都 610213)
近年来,研究人员对纳米颗粒在润滑油添加剂领域的应用进行了大量研究[1],发现纳米颗粒作为润滑油添加剂能够改善基础油的抗磨减摩性能。碳是人类发现的一种可以从零维到三维都稳定存在的物质[2-4]。即零维的富勒烯(以C60为代表)、一维的碳纳米管(CNTs)、二维的石墨烯以及三维的金刚石和石墨。C60分子呈完美球状,CNTs呈管状,因而它们具有特定的自润滑特性,有成为“分子滚珠(轴)”润滑添加剂的潜力;石墨烯RGO呈片层状,有“薄膜润滑”的特性;3种材料在流体及固体润滑体系方面都有很好的应用前景。
富勒烯(C60)是1985年KROTO等[5]发现的碳元素的第三种同素异形体。阎逢元等[6]将C60/C70分散在石蜡油中,摩擦学试验表明,1%质量分数的C60/C70可使石蜡油极压负荷提高3倍,摩擦因数降低1/3。IIJIMA[7]1991年首次发现碳纳米管以来,碳纳米管已经成为多个领域的研究热点。在摩擦学领域,碳纳米管也表现出较好的应用前景[7-12]。NOVOSELOV等[13]在2004年首次发现了石墨烯碳材料。一些研究工作也表明,石墨烯在润滑添加剂领域存在良好的应用前景,可以改善润滑油的润滑性能[14-20]。
碳纳米颗粒作为添加剂在润滑油应用中最大的问题就是分子间团聚,特别是石墨烯易发生卷曲、团聚和聚沉[21-22]。本文作者为解决纳米颗粒团聚问题,采用化学修饰和机械化学修饰相结合的办法[23-25],并在相同分散工艺下,对比不同碳纳米颗粒的分散效果以及减摩抗磨效果,进而分析不同维度碳纳米颗粒对汽轮机油摩擦学性能的影响。……
