环境友好Cu纳米微粒润滑油添加剂的制备及摩擦学行为研究

利用分子设计及调控通过表面修饰剂的设计，制备无硫、磷环境友好Cu纳米微粒润滑油添加剂，研究不同修饰剂与Cu纳米微粒的作用规律，进而揭示原位表面修饰技术中各类表面修饰剂与纳米微粒的作用机制及规律。深入系统研究表面修饰Cu纳米微粒作为润滑油添加剂的摩擦学行为，考察摩擦过程中修饰剂中活性元素以及Cu纳米微粒与摩擦表面组织结构、运动条件、润滑材料/介质共同作用下的摩擦学行为规律，研究其在摩擦过程中与摩擦副所形成的合金或固熔体的作用规律，阐明纳米微粒作为润滑油添加剂对磨损表面的自修复机理。建立面向应用过程的表面修饰Cu纳米微粒的设计与制备理论。

本项目利用分子设计及调控通过表面修饰剂的设计与选择，采用原位表面修饰、磁性颗粒或二氧化硅包覆及一锅煮方法制备了油酸、油胺，烷基羟肟酸，N902，二辛基二硫代氨基甲酸，氨基功能化羟基硅酸镁及硫醇等为修饰剂的环境友好油溶（包括水溶）性和磁性颗粒包覆的Cu纳米微粒。系统研究了其作为润滑添加剂的摩擦学行为，考察了摩擦过程中修饰剂中活性元素以及Cu纳米微粒与摩擦表面组织结构、润滑材料/介质共同作用下的摩擦学行为规律。结果表明，在低载荷下，修饰剂在摩擦过程中形成了摩擦化学反应膜，改善了基础油的摩擦磨损性能。在高载荷下，由于摩擦产生的高温作用，裸露的Cu纳米核在摩擦副表面沉积形成一层保护膜，从而显著提高了基础油的抗磨能力和承载能力。磁性颗粒包覆后的Cu纳米微粒，由于Cu与磁性颗粒的协同效应，大大提高了基础油的抗磨及承载能力。. 不同链长无S、P硼酸酯添加剂摩擦学行为研究结果表明，含N硼酸酯的抗磨性与形成的氢键有关，在摩擦过程中，硼酸酯在摩擦表面发生了物理、化学吸附以及摩擦化学反应，在摩擦表面生成了氧化硼、氧化铁、含氮有机化合物等组成的混合边界润滑膜。在对Cu纳米微粒添加剂研究的基础上，尝试了氟化镧，硫化银及二硫化钼等其它纳米微粒添加剂研究。. 本项目共发表论文35篇，其中SCI、EI收录论文19篇，培养研究生5名。