由于納米材料具有比表面積大、擴散性好、易燒結、熔點低等特性，因此以納米材料為基礎制備的新型潤滑材料不僅可以在摩擦表面形成一層易剪切的薄膜，降低摩擦因數(shù)，而且可以對摩擦表面進行一定程度的填補和修復，起到自修復作用。納米粒子因粒度小而更容易進入摩擦表面，可能形成更厚的表面膜，使摩擦副表面能更好地分離，提高抗磨減摩效果。納米粒子還因其較高的表面活性，直接吸附到零件的劃痕或微坑處起到修復作用，或者通過摩擦化學反應產(chǎn)物實現(xiàn)表面修復。納米粒子以類似膠體的形式分散在油中，當潤滑油泄漏時可以沉淀在滑動表面，在緊急情況下起到滑動作用11-7. 1試驗部分1.1儀器設備度分析，JY92-n超聲波細胞粉碎機，S~2500掃描電子顯微鏡；85~2型恒溫磁力攪拌器，MMW-1型立式萬能摩擦磨損試驗機，金相顯微鏡。

　　1.2納米粒子的制備利用超聲波納米粉碎機對復合粉體（S（2、MgD、Al3等）原料進行加工。分散劑選用德I號與叔丁醇；將復合顆粒、德I號、叔丁醇三者質量比按5：3：1配合。

　　粒度分布，為無機復合顆粒SEM照片及粒度分布圖。由可知，加入分散劑經(jīng)過超聲波納米粉碎機加工后。該復合顆粒的平均粒徑為81nm；中位粒徑為（a）可以看出，加入分散劑經(jīng)超聲波機械粉碎后，顆粒分散均勻，呈球狀分布；從（b）可看出，大部分顆粒集中在100nm以下。

　　綜合激光粒度分析與掃描電鏡分析可以得出：利用超聲波納米粉碎機可以制備出大部分粒度小于100nm的無機納米粉體；在制備過程中加入分散劑并施加超聲波，納米粉體分散效果良好，適合摩擦磨損試滌劑清洗Dmn后，用精度為0.mg的分析天平稱的摩擦表面劃痕與基礎油相比較有明顯加深，可能是重，而后在基礎油潤滑條件下進行30min摩擦試驗，因為MS顆粒太大，在摩擦副表面不但沒能起到修復試驗條件為392N，1450r/mi.30mil后，卸下鋼作用，反而破壞潤滑膜使磨痕增大。

　　態(tài)自修復沉積1機制0來e，J即ha在藤表面Publisli直徑越大說明試驗中鋼球的磨損越嚴重礎油測無機復合顆粒SEM照片及粒度分布。3摩擦磨損試驗研究摩擦試驗基礎油為SF15W/30機油。將質量分數(shù)同為0.10%的納米復合礦物與納米A妁3、SW納米粉分別加入到代號為A的基礎油中配成試驗樣品油，樣品油代號分別為MF、MA、MS=AIO3納米粉平均粒徑為74im，Si3N4納米粉平均粒徑為100nm.試驗采用四球試驗法，試驗所用鋼球按照GB/30889制造，GCr15二級鋼球，直徑12.7叫硬度為HRC 6466=試驗前把鋼球及試驗臺用蒸餾水加洗球，用蒸餾水加洗滌劑超聲清洗。然后換上另一組鋼球，安裝好，同時把基礎油換為添加了復合礦物納米粉體的MF潤滑油，再進行30min摩擦試驗，重復上面操作，依次用MF、MA、MS作摩擦試驗。

　　2結果與討論2.1試球磨損量分析試球磨損量見表1所示。

　　表1磨損量對照表潤滑油磨損前質量m|/g磨損后質量m2/g磨損質量A（基礎油）MF（在基礎油中加入無機復合納米粒子）MA（在基礎油中加入Alft納米粒子）MS（在基礎油上加入SiK納米粒子）由表1可以看出在基礎油中，試球磨損量較大。

　　潤滑油中加入AIA和S3納米粉后，試球磨損量有些不同，這與礦物的自身的抗磨性能有關，還與粉體的粒度有關。在粉體制備的過程中，經(jīng)過測試知道SjKAlO，納米粉的粒徑偏大。在MF中，試球出現(xiàn)了負磨損（即增重）現(xiàn)象。這種現(xiàn)象可以用“動既存在著摩擦副表面物質磨損的過程，同時也存在納米粒子向摩擦副表面沉積的過程，即自修復過程。當磨損速度大于沉積速度時，表現(xiàn)為磨損；當磨損速度小于沉積速度時，表現(xiàn)為負磨損。由于納米粒子的粒徑和質量很小，所以沉積過程很緩慢，如果試驗時施加高載荷和高速度就會使磨損速度很快，納米粒子的自修復沉淀效應就會被掩蓋，因而在通常情況下普遍表現(xiàn)為磨損，但在特殊情況下會出現(xiàn)負磨損。

　　2.2被摩擦表面金相顯微分析6分別是基礎潤滑油的摩擦表面和MF、MA、MS潤滑的摩擦表面光學顯微圖片。從圖中可以看出，基礎油的摩擦表面劃痕當中沒有被其它物質填補。而MF、MA的摩擦表面有明顯的沉積層存在，很多劃痕中間被沉積物質所填平，這說明確實發(fā)生了自修復。大量納米粒子沉積膜的存在正是摩擦增重的根本原因。由此可見，自修復膜能夠在摩擦后以固態(tài)存在，修復摩擦表面凹痕，并使摩擦副表面材料發(fā)生質量的增加。這是摩擦所導致的一個新結果。MS 2.3磨痕直徑分析在金相顯微鏡下觀察，在計算機上捕捉圖像，在磨痕延伸方向測量磨痕長度。磨斑形貌如~10所示。由圖中可以看出MF、MA潤滑下磨斑直徑724.6Lm）明顯小于基礎油的磨斑直徑（838.9Lm），降低幅度為13.62%.磨1摩擦因數(shù)分析圖試的磨斑形貌如所示，犁溝的存在說明磨斑出自于磨損而非彈性形變，因此，以上結果證實在基礎油中加入一定量的SO.、MgO、AtOg復合無機納米顆?？商岣咂淇鼓p性能。MS潤滑條件下磨班直徑（843.1Lm）比基礎油的稍大，說明制備的SiN4顆?？鼓p效果不明顯。

　　MA潤滑下磨斑形貌0MS潤滑下磨斑形貌在含納米顆粒潤滑油四球試驗的磨斑形貌圖中，其中一些黑點可能是銹，因為鋼球經(jīng)超聲波在水中清洗后極易生銹。

　　2.4摩擦因數(shù)分析用MMW-1型立式萬能摩擦磨損試驗機測試鋼球摩擦因數(shù)，其摩擦因數(shù)計算公式為：其中。L為摩擦因數(shù)；T為摩擦力矩；P為施加載荷在試驗中測量摩擦力矩，由公式計算出摩擦因數(shù)。

　　1給出了試樣摩擦因數(shù)隨試驗時間的關系曲線（潤滑劑分別為A、MA、MF、MS）有納米顆粒的潤滑油，在前10mil內摩擦因數(shù)都有降低，以MF潤滑作用最為明顯；而對于后20min添加有復合納米顆粒的潤滑油與基礎油的相比，摩擦因數(shù)逐漸穩(wěn)定在0.075左右，這表明分散于基礎油中的復合納米顆粒能起到有效的減摩作用。在邊界潤滑動表面在剪切應力作用下產(chǎn)生彈性和塑性變形，同時在塑性變形層內生成大量晶格位錯。隨著摩擦時間的延長，起源于塑性變形層中心的接觸疲勞裂紋擴展到次表層，從而導致摩擦表面出現(xiàn)凹陷、壓痕、斑點和屑片剝落，引發(fā)表面磨損。分散于潤滑油中的納米顆粒由于其納米尺寸效應，在一定溫度下可滲入到摩擦表面形成極薄的邊界潤滑膜，它不僅能夠阻止摩擦表面之間的直接接觸，而且擁有很高的承載能力。

　　能，分析其球磨損量、摩擦副表面形貌、磨痕直徑與摩擦因數(shù)等性能參數(shù)，可以得出MF在3種添加了納米粒子的潤滑油中，抗磨減摩綜合性能最好。

　　3結論該試驗所用原料在超聲波納米粉碎機粉碎后，其顆粒粒徑范圍經(jīng)激光粒度分析儀及掃描電鏡分析基本處在40100且形貌為球形狀，它們在摩擦副間將起到支撐負荷的“滾珠軸承”作用而提高潤滑油膜的抗磨性。

　　當?shù)翴號的質量分數(shù)為3%、叔丁醇的質量分數(shù)為1%時，幾種無機納米粒子在基礎油中具有明顯的分散、懸浮效果，無粘壁現(xiàn)象，沉淀量很少，輕微搖動后，少量沉淀重新分散。同時當攪拌溫度為80°C，攪拌時間為60min納米粒子分散效果最好。

　　制備出的無機復合納米粒子具有極好的抗磨效果；摩擦因數(shù)在相同測試條件下降低了21.1%；同時出現(xiàn)了負磨損現(xiàn)象，納米粒子在摩擦副表面起到了修復作用；磨痕直徑由基礎油的838.9Lm降低到MF潤滑下的709.4Lm，降低了15.44%.

　　由于納米材料具有比表面積大、擴散性好、易燒結、熔點低等特性，因此以納米材料為基礎制備的新型潤滑材料不僅可以在摩擦表面形成一層易剪切的薄膜，降低摩擦因數(shù)，而且可以對摩擦表面進行一定程度的填補和修復，起到自修復作用。納米粒子因粒度小而更容易進入摩擦表面，可能形成更厚的表面膜，使摩擦副表面能更好地分離，提高抗磨減摩效果。納米粒子還因其較高的表面活性，直接吸附到零件的劃痕或微坑處起到修復作用，或者通過摩擦化學反應產(chǎn)物實現(xiàn)表面修復。納米粒子以類似膠體的形式分散在油中，當潤滑油泄漏時可以沉淀在滑動表面，在緊急情況下起到滑動作用11-7. 1試驗部分1.1儀器設備度分析，JY92-n超聲波細胞粉碎機，S~2500掃描電子顯微鏡；85~2型恒溫磁力攪拌器，MMW-1型立式萬能摩擦磨損試驗機，金相顯微鏡。

　　1.2納米粒子的制備利用超聲波納米粉碎機對復合粉體（S（2、MgD、Al3等）原料進行加工。分散劑選用德I號與叔丁醇；將復合顆粒、德I號、叔丁醇三者質量比按5：3：1配合。

　　粒度分布，為無機復合顆粒SEM照片及粒度分布圖。由可知，加入分散劑經(jīng)過超聲波納米粉碎機加工后。該復合顆粒的平均粒徑為81nm；中位粒徑為（a）可以看出，加入分散劑經(jīng)超聲波機械粉碎后，顆粒分散均勻，呈球狀分布；從（b）可看出，大部分顆粒集中在100nm以下。

　　綜合激光粒度分析與掃描電鏡分析可以得出：利用超聲波納米粉碎機可以制備出大部分粒度小于100nm的無機納米粉體；在制備過程中加入分散劑并施加超聲波，納米粉體分散效果良好，適合摩擦磨損試滌劑清洗Dmn后，用精度為0.mg的分析天平稱的摩擦表面劃痕與基礎油相比較有明顯加深，可能是重，而后在基礎油潤滑條件下進行30min摩擦試驗，因為MS顆粒太大，在摩擦副表面不但沒能起到修復試驗條件為392N，1450r/mi.30mil后，卸下鋼作用，反而破壞潤滑膜使磨痕增大。

　　態(tài)自修復沉積1機制0來e，J即ha在藤表面Publisli直徑越大說明試驗中鋼球的磨損越嚴重礎油測無機復合顆粒SEM照片及粒度分布。3摩擦磨損試驗研究摩擦試驗基礎油為SF15W/30機油。將質量分數(shù)同為0.10%的納米復合礦物與納米A妁3、SW納米粉分別加入到代號為A的基礎油中配成試驗樣品油，樣品油代號分別為MF、MA、MS=AIO3納米粉平均粒徑為74im，Si3N4納米粉平均粒徑為100nm.試驗采用四球試驗法，試驗所用鋼球按照GB/30889制造，GCr15二級鋼球，直徑12.7叫硬度為HRC 6466=試驗前把鋼球及試驗臺用蒸餾水加洗球，用蒸餾水加洗滌劑超聲清洗。然后換上另一組鋼球，安裝好，同時把基礎油換為添加了復合礦物納米粉體的MF潤滑油，再進行30min摩擦試驗，重復上面操作，依次用MF、MA、MS作摩擦試驗。

　　2結果與討論2.1試球磨損量分析試球磨損量見表1所示。

　　表1磨損量對照表潤滑油磨損前質量m|/g磨損后質量m2/g磨損質量A（基礎油）MF（在基礎油中加入無機復合納米粒子）MA（在基礎油中加入Alft納米粒子）MS（在基礎油上加入SiK納米粒子）由表1可以看出在基礎油中，試球磨損量較大。

　　潤滑油中加入AIA和S3納米粉后，試球磨損量有些不同，這與礦物的自身的抗磨性能有關，還與粉體的粒度有關。在粉體制備的過程中，經(jīng)過測試知道SjKAlO，納米粉的粒徑偏大。在MF中，試球出現(xiàn)了負磨損（即增重）現(xiàn)象。這種現(xiàn)象可以用“動既存在著摩擦副表面物質磨損的過程，同時也存在納米粒子向摩擦副表面沉積的過程，即自修復過程。當磨損速度大于沉積速度時，表現(xiàn)為磨損；當磨損速度小于沉積速度時，表現(xiàn)為負磨損。由于納米粒子的粒徑和質量很小，所以沉積過程很緩慢，如果試驗時施加高載荷和高速度就會使磨損速度很快，納米粒子的自修復沉淀效應就會被掩蓋，因而在通常情況下普遍表現(xiàn)為磨損，但在特殊情況下會出現(xiàn)負磨損。

　　2.2被摩擦表面金相顯微分析6分別是基礎潤滑油的摩擦表面和MF、MA、MS潤滑的摩擦表面光學顯微圖片。從圖中可以看出，基礎油的摩擦表面劃痕當中沒有被其它物質填補。而MF、MA的摩擦表面有明顯的沉積層存在，很多劃痕中間被沉積物質所填平，這說明確實發(fā)生了自修復。大量納米粒子沉積膜的存在正是摩擦增重的根本原因。由此可見，自修復膜能夠在摩擦后以固態(tài)存在，修復摩擦表面凹痕，并使摩擦副表面材料發(fā)生質量的增加。這是摩擦所導致的一個新結果。MS 2.3磨痕直徑分析在金相顯微鏡下觀察，在計算機上捕捉圖像，在磨痕延伸方向測量磨痕長度。磨斑形貌如~10所示。由圖中可以看出MF、MA潤滑下磨斑直徑724.6Lm）明顯小于基礎油的磨斑直徑（838.9Lm），降低幅度為13.62%.磨1摩擦因數(shù)分析圖試的磨斑形貌如所示，犁溝的存在說明磨斑出自于磨損而非彈性形變，因此，以上結果證實在基礎油中加入一定量的SO.、MgO、AtOg復合無機納米顆?？商岣咂淇鼓p性能。MS潤滑條件下磨班直徑（843.1Lm）比基礎油的稍大，說明制備的SiN4顆粒抗磨損效果不明顯。

　　MA潤滑下磨斑形貌0MS潤滑下磨斑形貌在含納米顆粒潤滑油四球試驗的磨斑形貌圖中，其中一些黑點可能是銹，因為鋼球經(jīng)超聲波在水中清洗后極易生銹。

　　2.4摩擦因數(shù)分析用MMW-1型立式萬能摩擦磨損試驗機測試鋼球摩擦因數(shù)，其摩擦因數(shù)計算公式為：其中。L為摩擦因數(shù)；T為摩擦力矩；P為施加載荷在試驗中測量摩擦力矩，由公式計算出摩擦因數(shù)。

　　1給出了試樣摩擦因數(shù)隨試驗時間的關系曲線（潤滑劑分別為A、MA、MF、MS）有納米顆粒的潤滑油，在前10mil內摩擦因數(shù)都有降低，以MF潤滑作用最為明顯；而對于后20min添加有復合納米顆粒的潤滑油與基礎油的相比，摩擦因數(shù)逐漸穩(wěn)定在0.075左右，這表明分散于基礎油中的復合納米顆粒能起到有效的減摩作用。在邊界潤滑動表面在剪切應力作用下產(chǎn)生彈性和塑性變形，同時在塑性變形層內生成大量晶格位錯。隨著摩擦時間的延長，起源于塑性變形層中心的接觸疲勞裂紋擴展到次表層，從而導致摩擦表面出現(xiàn)凹陷、壓痕、斑點和屑片剝落，引發(fā)表面磨損。分散于潤滑油中的納米顆粒由于其納米尺寸效應，在一定溫度下可滲入到摩擦表面形成極薄的邊界潤滑膜，它不僅能夠阻止摩擦表面之間的直接接觸，而且擁有很高的承載能力。

　　能，分析其球磨損量、摩擦副表面形貌、磨痕直徑與摩擦因數(shù)等性能參數(shù)，可以得出MF在3種添加了納米粒子的潤滑油中，抗磨減摩綜合性能最好。

　　3結論該試驗所用原料在超聲波納米粉碎機粉碎后，其顆粒粒徑范圍經(jīng)激光粒度分析儀及掃描電鏡分析基本處在40100且形貌為球形狀，它們在摩擦副間將起到支撐負荷的“滾珠軸承”作用而提高潤滑油膜的抗磨性。

　　當?shù)翴號的質量分數(shù)為3%、叔丁醇的質量分數(shù)為1%時，幾種無機納米粒子在基礎油中具有明顯的分散、懸浮效果，無粘壁現(xiàn)象，沉淀量很少，輕微搖動后，少量沉淀重新分散。同時當攪拌溫度為80°C，攪拌時間為60min納米粒子分散效果最好。

　　制備出的無機復合納米粒子具有極好的抗磨效果；摩擦因數(shù)在相同測試條件下降低了21.1%；同時出現(xiàn)了負磨損現(xiàn)象，納米粒子在摩擦副表面起到了修復作用；磨痕直徑由基礎油的838.9Lm降低到MF潤滑下的709.4Lm，降低了15.44%.