一种纳米铜颗粒表面改性剂的制备方法及应用

allin2025-05-16  34


本发明属于磨合润滑,具体涉及一种纳米铜颗粒表面改性剂的制备方法及应用。摩擦是与人类活动有关的能量损失的主要原因。减少摩擦将有助于在全球能源审计中实现碳中和。摩擦把有价值的动能转化为热能,使运动部件磨损。全球产生的所有能量的五分之一用于克服摩擦(约1亿tj)。工业(29%)和交通运输(27%)是最大的能源用户。仅在全球公路运输中,每年就要消耗2000亿升汽油来克服摩擦。合理的润滑优化方案是可以有效减少摩擦磨损的,现在主流的减摩抗磨方法主要分为两类,一是常见的在两个摩擦面之间使用润滑介质,如润滑油来降低摩擦磨损,二是针对摩擦界面进行表面改性。向摩擦界面添加润滑油是最为常见的方法,在摩擦过程中可以起到优异的摩擦性能,比如聚α烯烃油(pao油)。但是在高载荷下,单纯使用pao油的摩擦系数仍然较高,且摩擦副的磨损也很大且小球的磨斑尺寸也比较大。因此,一种有效降低摩擦界面的摩擦系数的方法仍为本领域急需。


背景技术:


技术实现思路

1、基于上述目的,本申请的目的在于提供一种纳米铜颗粒表面改性剂的制备方法及应用,使经过该表面改性剂处理后的摩擦界面的摩擦系数有效且稳定的降低,从而降低能耗。

2、为此,本申请的第一技术方案提供了一种纳米铜颗粒表面改性剂的制备方法,包括将纳米铜颗粒与纯pao混合搅拌后进行超声处理得到。

3、进一步的,所述纳米铜颗粒与pao按质量比1:(90-99)。

4、进一步的,所处超声处理时间为20~30min。

5、以及,根据上述制备方法制备得到的纳米铜颗粒表面改性剂。

6、本申请的第二技术方案提供了上述纳米铜颗粒表面改性剂在降低摩擦界面的摩擦系数中的应用,包括将所述纳米铜颗粒表面改性剂作为表面处理液,先对摩擦界面进行表面改性处理;再使用常规润滑油进行磨合处理。

7、在本应用中,纳米铜颗粒表面改性剂作为表面处理液处理摩擦界面时,纳米铜颗粒会填补进入新产生的磨痕沟壑内,起到修补效果。当大量的纳米铜颗粒堆积,受到挤压会形变成摩擦膜依附在对摩副表面,由此起到表面改性的作用。由此,相较于没有进行表面处理的基底,在后续再利用常规润滑油进行磨合处理时可以取得更好的润滑效果。

8、优选的,所述磨合处理利用摩擦磨合试验机进行处理,其设定载荷为20~35n,速度为速度10~30mm/s,时间20~45min。

9、本申请的有益效果为:本申请通过将纳米铜颗粒与纯pao混合,经超声处理得到纳米铜颗粒表面改性剂,该表面改性剂具有良好的润滑和表面改性性能。利用该表面改性剂处理摩擦界面时,其中的纳米铜颗粒在接触摩擦界面表面时会进行一定挤压摩擦运动,由此得到的摩擦面相较于现有技术,其摩擦系数会显著降低,同时,摩擦副(小球)的磨斑磨损也显著降低,由此在降低摩擦界面的能耗的同时,还有利于降低设备损耗。



技术特征:

1.一种纳米铜颗粒表面改性剂的制备方法,其特征在于,包括将纳米铜颗粒与pao混合搅拌后进行超声处理得到。

2.根据权利要求1所述制备方法,其特征在于,所述纳米铜颗粒与pao按质量比1:

3.根据权利要求1所述制备方法,其特征在于,所处超声处理时间为20~30min。

4.根据权利要求1-3任一制备方法制备得到的纳米铜颗粒表面改性剂。

5.一种如权利要求4所述纳米铜颗粒表面改性剂在降低摩擦界面的摩擦系数中的应用,其特征在于,将所述纳米铜颗粒表面改性剂作为表面处理液,先对摩擦界面进行表面改性处理;再使用常规润滑油进行磨合处理。

6.根据权利要求4所述应用,其特征在于,所述磨合处理利用摩擦磨合试验机进行处理,其设定载荷为20~35n,速度为10~30mm/s,时间20~45min。


技术总结
本发明属于磨合润滑技术领域,具体涉及一种纳米铜颗粒表面改性剂的制备方法及应用。通过将纳米铜颗粒与纯PAO混合,经超声处理得到表面改性剂,该表面改性剂具有良好的润滑及表面改性性能。利用该表面改性剂处理摩擦界面时,其中的纳米铜颗粒在接触摩擦界面表面时会进行一定挤压摩擦运动,由此得到的摩擦面相较于现有技术,其摩擦系数会显著降低,同时,摩擦副(小球)的磨斑磨损也显著降低,由此在降低摩擦界面的能耗的同时,还有利于降低设备损耗。

技术研发人员:王杨,钟兴德,石鹏飞,许华杰,宾俊宇,张涵,卓鹏,钟金桓,李俊婷
受保护的技术使用者:西南交通大学
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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