润滑剂是拥有润滑效果的液体或固体介质,能够有效降低摩擦副表面的摩擦磨损。润滑油是使用最多的润滑剂,约占润滑剂使用量的93%,向润滑油中加入添加剂是减小摩擦和延长机械寿命的有效途径,能极大提高润滑油的润滑性能。大量研究表明层状硅酸盐粉体作为润滑油添加剂能在一定程度上起到改善润滑的效果,但是对它的减摩自修复作用和机制探讨还不够深入,此类课题的研究具有重大意义和挑战性。蒙脱石作为一种层状硅酸盐矿物,在化学反应中会发生吸附和净化作用,因而在造纸、橡胶、冶金、医药、化妆品等方面都有应用。近年来有学者尝试将蒙脱石微粒应用到润滑油添加剂方面,发现该润滑体系着优异的摩擦学性能。但由于蒙脱石有着强烈的亲水性,导致其在油液中容易团聚而发生沉淀,极大限制了蒙脱石在润滑油领域的应用。另一方面,对于纳米蒙脱石作为润滑添加剂的研究尚在起步阶段,对于一些重载等苛刻工况下的研究还鲜有报道,而且重载润滑油粘度较大,流动性较低,能在一定程度上减缓微粒沉降。因此研究其在重载润滑体系中的减摩自修复性能对蒙脱石以及层状硅酸盐材料作为润滑添加剂的机理分析具有重大意义,可推动蒙脱石等层状硅酸盐矿物应用于润滑油品的实际生产中。本论文研究的主要内容如下:1、在球磨机中进行细化处理与工艺优化,使用各种不同的改性剂对蒙脱石微粒进行“一步法”球磨改性,利用接触角测试、红外光谱和TEM等手段对蒙脱石的亲油性改性和细化效果进行检测分析,分析结果表明:CTAB的“一步法”球磨改性能最为有效地将蒙脱石微粒进行细化和改性,CTAB带正电的亲水基在改性时发生定向吸附,插入蒙脱石层间,而另一端的长碳氢链疏水基可与油液结合,这样CTAB就起到桥梁的作用,把蒙脱石与润滑油连接起来,使具有强烈亲水性的蒙脱石能溶于油液之中。2、选择合适的分散剂加入改性纳米蒙脱石重载润滑体系中,以提高改性蒙脱石在重载油中的分散稳定性,利用吸光度检测等,优选分散剂的最佳添加量,并分析其分散机理。结果表明:分散剂的添加量为6%时效果最佳。分散剂以化学键合的作用吸附在蒙脱石表面,当蒙脱石微粒相互靠近时,由于分散剂本身具有的一定长度的聚合物链的空间位阻效应,从而使蒙脱石微粒之间相互弹开。3、研究重载工况下改性纳米蒙脱石作为重载润滑油添加剂的摩擦性能,结合SEM和DES等检测结果分析其减摩自修复机理。对摩擦试验数据以及表面反应层的成分、形貌、摩擦特性等进行分析,结果显示:添加量为1%时的纳米蒙脱石润滑体系对应的摩擦试样的摩擦学性能最优异,其最容易在摩擦试样表面形成一层自修复膜;载荷越高成膜效果最好,但是载荷超过某个临界值时摩擦行为就会超过修复行为,就会使摩擦失效;转速对摩擦系数并没有太大的影响,但是随着转速的增加磨损量也会增加,所以蒙脱石作为润滑油添加剂更加适合于低速工况。4、开展蒙脱石/有机钼复合纳米添加剂在重载润滑环境中的摩擦试验,对其摩擦试验数据以及各试样摩擦表面的摩擦表面形貌、成分和元素分布等进行分析,结果表明:蒙脱石/有机钼复合纳米添加剂相对于单一添加剂,摩擦学性能更好,而且二者最佳配比为1:1,这是因为有机钼在重载润滑环境中不仅会分解出二硫化钼,降低摩擦系数,而且有机钼产生的三硫化钼还能更容易与蒙脱石形成成分更为复杂、自修复效果更加优异的保护膜。