水溶性纳米二氧化硅添加剂的制备及摩擦学性能研究

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1、第31卷第2期摩擦学学报Vol31No22011年3月TribologyMar，2011水溶性纳米二氧化硅添加剂的制备及摩擦学性能研究1*112王建华，宋敏，李金龙，王晓波(1．中国人民解放军92117部队，北京100072;2．中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室，甘肃兰州730000)摘要:本文制备了不同粒径的水溶性纳米二氧化硅，用TEM和XRD对其形貌进行了表征，采用SRV－IV微动摩擦磨损试验机研究了其作为水基添加剂的摩擦学性能．通过SEM和XPS对磨斑表面进行了分析，简单探讨了摩擦机理．结果表明:小

2、颗粒水溶性纳米二氧化硅作为水基添加剂具有良好的抗磨减摩性能和极压性能，其在摩擦过程中形成的沉积膜起到了非常重要的作用．关键词:纳米二氧化硅;摩擦学性能;水基润滑剂中图分类号:TH117．3文献标志码:A文章编号:1004－0595(2011)02－0118－05ThePreparationandTribologicalPropertiesofWater－solubleNano－silicaParticales1，2*112WANGJian－hua，SONGMin，LIJin－long，WANGXiao－bo(1．Peopl

3、e'sLiberationArmy92117，Beijing100072，China2．StateKeyLaboratoryofSolidLubrication，LanzhouInstituteofChemicalPhysics，ChineseAcademyofSciences，Lanzhou730000，China)Abstract:Water－solublenano－silicaparticleswerepreparedandcharacterizedbyTEMandXRD．Theirtribologicalprope

4、rtieswereevaluatedusinganOptimolSRVIVoscillatingfrictionandweartesterinambientcondition．ThefrictionalmechanismswerealsodiscussedbasedontheanalysisofSEMandXPSresults．Theresultsindicatedthatwater－solublenano－silicaparticlespossessedgoodanti－wearandfriction－reducingp

5、roperties．Itcanbeconcludedthatthedepositedfilmsformedduringfrictionplayedanimportantrole．Keywords:nanosilica，tribologicalproperty，waterbaselubricant因为水基润滑剂具有优异的冷却性能、难燃、低研究显示，纳米微粒作为润滑添加剂使用时，可［8］污染等优点，许多国家都在大力发展水基润滑剂，尤起到特殊的减摩、抗磨和极压作用．高永健等合［1－3］其是在液压液和金属加工业方面发展迅速．与成了

6、油酸修饰TiO2纳米微粒，显示了优异的摩擦油基润滑剂相比，现有的水基润滑剂存在润滑性和学性能．单分散纳米SiO2粒度可控性好、分布范围防腐蚀性差等问题，从一定程度上限制了水基润滑窄、分散性好，无毒无味，以其作为新型环保性润滑［9－11］剂的发展和应用．因此，研究开发高性能的水溶性润油添加剂的使用，也得到了人们的关注．然而，滑添加剂是提高水基润滑剂综合性能、拓宽其使用目前尚未见关于纳米SiO2作为水溶性添加剂摩擦［4－7］范围的关键所在．学性能的研究报道．鉴于纳米SiO2粉体能稳定且均Received14April2010，

7、revised20June2010，accepted10September2010，availableonline28March2011．*Correspondingauthor．E－mail:wangjhnavy@sohu．com，Tel:+86－10－66975546．第2期王建华，等:水溶性纳米二氧化硅添加剂的制备及摩擦学性能研究119匀地分散在水溶液中，制备了单分散纳米SiO2微球状，大小较均匀，粒径分布窄，单分散性好，无团聚粒，并考察了其作为添加剂在水基础液中的摩擦学现象，平均粒径分别为10、20、50和80nm

8、左右，并性能，探讨了其抗磨作用机理，期望为纳米SiO2微随颗粒尺寸的增加，球状形貌越规则．相应的电子衍粒的摩擦学应用提供实验依据．射花样均为宽化的衍射环，没有明显的衍射斑点，表明SiO2纳米核主要以无定形方式存在．1实验部分表1表面修饰SiO2纳米颗粒的制备条件1．1水溶性SiO2纳米微粒的制备Tabl