改性生物炭作为聚α-烯烃添加剂的摩擦学性能研究

作     者：侯献军 张龙翔 王友恒 喻齐凡 江华 HOU Xianjun;ZHANG Longxiang;WANG Youheng;YU Qifan;JIANG Hua

作者机构：武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室湖北武汉430070 武汉理工大学湖北省新能源与智能网联车工程技术研究中心湖北武汉430070 武汉理工大学重庆研究院重庆401120 

出 版 物：《润滑与密封》 (Lubrication Engineering)

年 卷 期：2024年第49卷第8期

页      面：96-105页

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51875423) 

主　　题：改性生物炭 聚α-烯烃 摩擦磨损 摩擦机制 

摘      要：将在不同温度下热解的棉花秆粉末进行球磨处理与碱化改性后得到纳米生物炭材料,并采用拉曼光谱、傅里叶红外光谱、X射线光电子能谱(XPS)对其进行表征。将纳米生物炭粉末加入聚α-烯烃-6(PAO6)中制备纳米生物炭润滑油,通过粒度分析和自然沉降观测表征其分散稳定性,并考察其润湿性能和摩擦学性能。结果表明:改性处理能提高生物炭含氧官能团的数量从而提升纳米润滑油的润湿性;加入700℃处理的生物炭制成的质量分数0.2%的纳米润滑油性能最佳,与PAO6相比,摩擦因数下降21.2%,磨损量下降43.0%。基于生物炭纳米润滑油理化特性,结合磨损表面XPS分析与形貌分析,将NBC能够改善PAO6摩擦学特性归因于:NBC作为一种薄片状的类二维材料,其中还包括部分极小的颗粒状物质,使其同时发挥层间材料的剪切效应与颗粒材料的填补修复效应;此外,纳米生物炭的添加也可以通过提升润湿性改善局部细缝的摩擦特性,并促进含Fe_(3)O_(4)摩擦膜的形成。