【摘 要】
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据统计,摩擦磨损消耗的能量约占全球总能量的23%。摩擦磨损是导致机械设备失效的主要原因,大约有80%的机械故障是由各种形式的摩擦磨损引起。使用润滑剂减少材料的摩擦磨损是保持机械系统高效运转和长久寿命的重要方法。润滑油是最常用的液体润滑剂。为提高润滑油的性能,通常要在基础油中添加各种减摩、抗磨添加剂。随着人类社会的进步和环保要求的升级,发展高效、绿色环保型纳米润滑添加剂成为摩擦学研究的前沿领域。但纳
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据统计,摩擦磨损消耗的能量约占全球总能量的23%。摩擦磨损是导致机械设备失效的主要原因,大约有80%的机械故障是由各种形式的摩擦磨损引起。使用润滑剂减少材料的摩擦磨损是保持机械系统高效运转和长久寿命的重要方法。润滑油是最常用的液体润滑剂。为提高润滑油的性能,通常要在基础油中添加各种减摩、抗磨添加剂。随着人类社会的进步和环保要求的升级,发展高效、绿色环保型纳米润滑添加剂成为摩擦学研究的前沿领域。但纳米颗粒在基础油中的分散性差,对于一些表面惰性的纳米颗粒,难以用化学修饰改善其分散性。选择合适的表面修饰技术对发展纳米润滑添加剂具有重要意义。此外,单一的纳米润滑添加剂通常具有局限性,难以实现高效润滑,复合纳米颗粒能够结合单一颗粒的优势,通过两者之间的协同作用发挥各自优异的润滑效果。本文针对以上二个问题,从以下两个方面开展研究:（1）受贻贝化学启发,将聚多胺（PDA）修饰在纳米颗粒表面,利用其表面的官能团,如儿茶酚、胺和亚胺等共价连接表面修饰剂,从而提高纳米颗粒在基础油中的分散稳定性及减摩抗磨性能。（2）构建复合材料,研究其作润滑油添加剂的摩擦学行为,揭示其协同润滑机理。具体工作如下:（1）双表面修饰剂修饰的纳米TiO2作润滑油添加剂的摩擦学行为研究。用PDA对纳米TiO2进行表面修饰,利用PDA表面的活性基团通过迈克尔加成反应共价连接十八胺和十二硫醇。修饰后的纳米TiO2白油基础油中具有很好的分散稳定性,摩擦试验结果表明添加3%DDM/ODA@PDA@TiO2 NPs在室温和高温75℃下均能显著降低白油基础油的摩擦系数和磨痕直径。（2）DDP修饰的ZIF-8作润滑油添加剂的摩擦学行为研究。用水热法制备了 ZIF-8,用PDA对其进行表面修饰,然后利用迈克尔加成反应共价连接了常用极压抗磨添加剂DDP。修饰后的ZIF-8在白油中的分散稳定性增加,摩擦学试验结果表明,DDP@PDA@ZIF-8作白油基础油添加剂在25℃时磨斑直径较小,但是磨痕比较深,在75℃时表现出优异的减摩和抗磨性能,摩擦系数和磨斑直径较小。（3）油酸改性ZIF-8/GO复合材料的制备及作润滑油添加剂的摩擦学行为研究。以GO为载体,通过原位合成的方法制备了 ZIF-8/GO复合材料,调节GO的含量,制备了不同GO含量组成的ZIF-8/GO复合材料并用油酸对其进行了表面修饰。油酸修饰后的ZIF-8/GO复合材料在白油基础油中具有很好的分散稳定性,摩擦学试验表明当GO的添加量为53%时,油酸修饰ZIF-8/GO复合材料的减摩抗磨性能最佳。
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