石墨和银纳米颗粒纳米润滑油的稳定性研究

     润滑是减少机械系统中摩擦和磨损的最有效方法之一。随着温度和压力的升高，金属与金属之间的相互作用变得更加严重，润滑剂的压力也会更大。传统的边界润滑添加剂不会残留在金属表面上，并且不能防止在这些条件下摩擦、磨损和机械损坏的增加。为了提高基础油的润滑性能，固体添加剂的使用越来越多。纳米材料的发展为纳米润滑油的研究提供了新的契机。研究发现，具有纳米颗粒如MoS2或铜的液体润滑剂降低了摩擦系数并增加了润滑油的承载能力。然而，由于物理和化学性质之间的差异，某种纳米颗粒可能只在摩擦表面的特定温度和压力下起作用在工业上，摩擦和磨损对维护机械系统和提高效率特别重要。从这一概念出发，石墨和银纳米颗粒被选为两种高效纳米润滑油的候选材料。

       本文研究了石墨和银纳米颗粒作为基础油固体添加剂的物理稳定性。

1. 材料和方法   

1.1纳米颗粒和润滑油  

将石55nm石墨、7nm和50nm银纳米颗粒分散在烷基芳基磺酸盐和聚氧乙烯烷基酸酯中。将纳米颗粒-表面活性剂混合物添加到基础油中，并使用超声探头中进行搅拌，制备了石蜡基础油（EP220）悬浮液。

1.2 物理稳定性分析  

使用 LUMiFuge®进行测试，离心力为1,147g。以透光率随时间变化曲线以表示样品在测试过程中的失稳状态，曲线变化程度越大，坡度越陡，样品稳定性越差。

2. 结果与分析

图1 纳米润滑油透光率的变化

使用稳定性分析仪(LUMiFuge，离心力为1147 g)评估纳米润滑油的分散稳定性。图1中的曲线横坐标为时间，纵坐标为透光率，通过悬浮液的透光率随时间的变化情况对分散稳定的程度进行判断，坡度越陡，稳定性越差。图1分别显示了0.1和1.0 vol%纳米润滑油的分散稳定性。如图1(a)所示，所有0.1 vol%的悬浮液都没有明显的梯度变化，这表明这些样品非常稳定。如图1(b)所示，50 nm Ag悬浮液的梯度比中7 nm Ag更陡，而1.0 vol%石墨悬浮液未观察到明显变化。综合两组测试结果，说明纳米颗粒的大小和密度对悬浮液的稳定性有一定影响。

3. 结论

通过LUMiFuge对银和石墨悬浮液的分散稳定性进行了有效评价。结果表明，所有0.1 vol%的悬浮液都非常稳定。纳米颗粒的密度和尺寸影响其在1.0 vol%浓度下的分散稳定性。