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納米金屬或亞微米金屬潤(rùn)滑抗磨劑與金屬催化氧化的矛盾的探討

    由于納米粒子處于微觀粒子和宏觀物體的過(guò)渡區(qū)域，具有一系列新異的物理化學(xué)性能。諸如：比表面積特別大 表面張力亦很大、低溫下熱導(dǎo)性好、比熱增加、光吸收能力強(qiáng)、化學(xué)活性提高、熔點(diǎn)降低、優(yōu)良的力學(xué)性能等。因此在很多領(lǐng)域得到應(yīng)用。目前納米粒子作為固體潤(rùn)滑劑或油品添加劑的一種物態(tài)已有所發(fā)展。

    抗磨減摩添加劑是潤(rùn)滑油添加劑的精髓。人們?cè)噲D以固體潤(rùn)滑劑的顆粒來(lái)代替油溶性添加劑，以解決油溶性抗磨劑的易水解和遇酸性物質(zhì)生成油泥等弊病。

一、金屬納米粒子的抗磨減摩機(jī)理

    納米粒子在接觸面上能形成一層遷移膜或沉積膜或反應(yīng)膜，這些膜能防止或延長(zhǎng)與接觸面的直接接觸以減少摩擦磨損；

    納米粒子在兩接觸面之間起一種類似“球軸承”的作用，使兩接觸面易于滑動(dòng)，從而減少接觸面間的摩擦磨損；

    在重載荷和高溫條件下，兩摩擦面間的納米粒子被壓平，形成滑動(dòng)系，因此降低摩擦磨損；

    超細(xì)納米粒子在摩擦過(guò)程中可以填充工件表面的微坑和損傷部位，起到修復(fù)作用；

    在較高的負(fù)荷下，納米粒子在摩擦表面形成合金層，使工件在較為苛刻的工作條件下，保持較好的潤(rùn)滑狀態(tài)和修復(fù)性能。

    金屬納米潤(rùn)滑劑、抗磨劑在油品使用過(guò)程中主要起以下兩方面作用。

    抗磨自修復(fù)作用；攜帶有金屬納米粒子的油液，流經(jīng)磨損造成的凹坑時(shí)，納米材料會(huì)部分沉降在凹坑處，并被壓平，起到填補(bǔ)修復(fù)作用。運(yùn)用粗糙度測(cè)量?jī)x測(cè)試修復(fù)后金屬表面粗糙度發(fā)現(xiàn)的確有明顯的效果。

    降低摩擦系數(shù)提高潤(rùn)滑性；球型納米粒子可使原來(lái)液體的滑動(dòng)摩擦變成無(wú)數(shù)微小滾珠形成的滾動(dòng)摩擦，從而降低了摩擦系數(shù)提高了潤(rùn)滑性。

二、金屬納米粒子作為油品的潤(rùn)滑和抗磨組分必須解決的幾個(gè)方面

    粒子團(tuán)聚成塊，以致沉降，破壞了粒子在油相中穩(wěn)定的分散體系。針對(duì)此問(wèn)題，有人試圖通過(guò)微粒幾何尺寸的改變，將納米粒子改變?yōu)閬單⒚琢Ｗ?，降低微粒碰撞的機(jī)率，達(dá)到穩(wěn)定分散的目的。

    金屬對(duì)油液的催化氧化作用。眾所周知；金屬尤其是表面新鮮的金屬是油品氧化的良好催化劑。且金屬納米粒子由于它的比表面積特別大，與油品接觸的可能性也成倍增加。由此，油品被催化氧化的機(jī)會(huì)也會(huì)增大。需要克服這一難題。納米粒子的表面修飾是一種有效的方法；所謂表面修飾即對(duì)納米粒子的表面進(jìn)行化學(xué)或物理處理，使微粒子的外面包裹一個(gè)保護(hù)層，避免金屬微粒和油品的直接接觸，減少油品被催化氧化的可能性；此外還可設(shè)法使金屬微粒表面鈍化，同樣可降低金屬的活性，而減少對(duì)油品的催化氧化作用。

    納米粒子的表面修飾還能提高油品的極壓抗磨性。例如采用沉淀法和溶膠-凝膠法在混合溶劑中制取的二烷基二硫代磷酸（DDP）分子表面修飾的納米粒子在基礎(chǔ)油中具有優(yōu)良的抗磨減摩性能。。

    納米技術(shù)相關(guān)知識(shí)介紹

    *納米是長(zhǎng)度為百萬(wàn)分之一米的度量單位。

    *納米技術(shù)（nanotechnology）是用單個(gè)原子、分子制造物質(zhì)的科學(xué)技術(shù)。研究結(jié)構(gòu)尺寸在0.1-100納米范圍內(nèi)材料的性質(zhì)和應(yīng)用。

    *納米粉體材料（納米顆粒），一般指尺寸在1-100微米之間的超細(xì)粒子（超微粒子），它小于一般生物細(xì)胞，與病毒的尺寸相當(dāng)。

    *納米材料，廣義地說(shuō)，納米級(jí)材料是指在三維空間中，至少有一維處在納米尺度范圍內(nèi)。