裝甲兵工程學(xué)院學(xué)報納米銅潤滑油添加劑的制備及其性能研究于鶴龍許一王曉麗史佩京徐濱士（裝甲兵工程學(xué)院裝備再制造技術(shù)國防科技重點，上試樣45鋼塊的尺寸為30mmx硬度210HB下試樣45*鋼環(huán)的尺寸40mmx10mmx小16mm、硬度210HB；試驗時鋼塊固定不動，圓環(huán)轉(zhuǎn)速為200r/mn負荷400N，試驗時間為90min試驗自室溫（25士2）°C開始。為保證試驗數(shù)據(jù)的可靠性，每組試驗做3次，取3次結(jié)果的平均值為最后的試驗結(jié)果。

　　對于不含抗磨減摩添加劑的礦物基礎(chǔ)油650SN，摩擦因數(shù)在摩擦初始階段減小而后增大并達到穩(wěn)定，添加納米銅顆粒后，其摩擦因數(shù)在試驗初期逐漸降低，而后趨于平穩(wěn)并保持在較低值，同基礎(chǔ)油相比摩擦因數(shù)降低了48%；對于坦克機油50CC；其摩擦因數(shù)先逐漸增大而后趨于穩(wěn)定，添加納米銅顆粒后，摩擦因數(shù)隨時間的變化趨勢與基礎(chǔ)油相同，但同一時刻摩擦因數(shù)的數(shù)值Pub大幅度減小5摩擦因數(shù)曲線更加平穩(wěn)p：同基礎(chǔ)油inet摩擦磨損試驗結(jié)束后，用丙酮超聲清洗鋼塊試樣，然后用帶有EDS的SEM觀察摩痕表面形貌，記錄磨痕寬度4分析摩擦表面的微區(qū)成分。

　　2試驗結(jié)果21納米銅顆粒的表征所示為所制得的粉末產(chǎn)物的X-射線衍射（XRD）圖。對照標(biāo)準(zhǔn)PDF卡片（4836）可以確定產(chǎn)物為單質(zhì)銅，且無其它雜質(zhì)，圖中5個較強的衍射峰分別對應(yīng)（111），（200），（220），（311），（所示為所制備銅粉的TEM：分析。

　　納米銅顆粒形貌的TEM照片22納米銅顆粒的抗磨減摩性能221減摩性能給出了表面修飾的納米銅顆粒作為潤滑油添加劑在幾種不同潤滑介質(zhì)中的摩擦特性。可以看到，在幾種潤滑介質(zhì)中，含納米銅油樣的摩擦因數(shù)都低于相同條件下基礎(chǔ)油的摩擦因數(shù)，說明納米銅顆粒能在不同程度上改善幾種潤滑油的減摩性能。

　　相比摩擦因數(shù)降低了40%；對于含各種抗磨減摩添加劑的商品油15W/40CD與15W/40SF，納米銅顆粒的加入對潤滑油減摩性能的改善作用不如對650SN與50CC明顯，摩擦因數(shù)較相同條件下的基礎(chǔ)油分別降低了9%和15%. 222抗磨性能所示為不同潤滑介質(zhì)作用下試塊磨痕寬度變化曲線。可以看到，幾種基礎(chǔ)油的抗磨性能為幾種潤滑油（650SN、50CC、15W/40CD、5W/40SF）中加入了有機物表面修飾的納米銅顆粒后，試塊的磨痕寬度分別降低了205%、33%、22%和184%.以上結(jié)果表明，潤滑油中納米銅顆粒的加入，可以顯著改善幾種不同潤滑介質(zhì)的23摩擦表面分析為不同潤滑介質(zhì)作用下試塊磨痕表面形貌的SEM照片。可以看出，基礎(chǔ)油潤滑下試塊的磨痕表面存在較多的劃痕，擦傷嚴(yán)重，存在較多的微孔并有嚴(yán)重的粘著現(xiàn)象。以上說明基礎(chǔ)油潤滑下試塊的磨損形式主要為粘著磨損和磨粒磨損；而含納米銅顆粒油樣潤滑下的試樣磨痕表面較為光滑平整，僅有少量較淺的輕微劃痕。磨痕表面的SEM分析結(jié)果與試驗中所獲得的試樣磨痕寬度的結(jié)果相一致，證明潤滑油中納米銅顆粒的加入，可以顯著改善材料的磨損與表面形貌，提高材料表面的致密性。

　　為含納米銅油樣作用下試塊磨痕表面元素面分布照片。可以看到，在磨痕表面除了有摩擦副基體鐵元素外，還有一定量的銅元素分布。由于納米銅顆粒的熔點較低，在摩擦微接觸區(qū)的高溫高壓的作用下，潤滑油中的納米銅顆粒與表面修飾劑油酸分子分離，受熱發(fā)生了熔化，熔融或半熔融狀態(tài)的銅在摩擦微凸體的剪切運動的作用下，在摩擦過程形成的新生金屬表面鋪展開并形成一層薄的表面膜，從而表現(xiàn)出了良好的抗磨作用。此外，由于銅具有較低的剪切強度，使得納米銅潤滑下的摩擦因數(shù)較低。

　　3結(jié)論絡(luò)合劑EDT人通過調(diào)整反應(yīng)物的濃度，可以制得粒度分布均勻，平均粒徑為40nm的銅顆粒。

　　有機物修飾的納米銅顆粒作為潤滑油添加劑可以顯著提高650SN、50CC、15W/40CD、15W/40SF等潤滑油的抗磨減摩性能，在相同條件下同基礎(chǔ)油相比，含01%納米銅顆粒油樣的摩擦因數(shù)分別降低了48%、40%、9%和15%，試塊磨痕寬度分別降低了205%、33%、22%和摩擦過程中局部高溫高壓作用下引起了潤滑油中的納米銅顆粒在摩擦表面的鋪展成膜，從而使納米銅顆粒具有良好的摩擦學(xué)性能。