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基于气缸油纳米硼酸盐添加剂的研究
| 论文题名： | 基于气缸油纳米硼酸盐添加剂的研究 |
| 关键词： | 硼酸盐添加剂;摩擦学性能;船用气缸油;船舶柴油机;航行安全 |
| 摘要： | 纳米硼酸盐添加剂具有优良的摩擦学性能，受到越来越多的关注。将纳米硼酸盐添加剂引入船用气缸油中，对保证船舶柴油机的正常运转，维护船舶航行安全具有重要意义。 本文选择月桂酸钠、十六烷基三甲基溴化铵复配修饰系统和Solsperse17000超分散剂为修饰剂，利用等离子体辅助高能球磨技术，制备出放电或未放电的，不同球磨时间的四种表面修饰纳米硼酸盐添加剂。研究了这些硼酸盐添加剂在长城5040船用气缸油中的分散性能、理化性能及摩擦学性能。 对制备的硼酸盐添加剂进行XRD分析表明，硼酸盐的晶型结构没有改变，但硼酸盐的结晶度随着球磨时间的增加先增强后减弱。利用激光显微镜和扫描电镜对添加剂粒子进行形貌分析表明，等离子体辅助球磨能够高效制备出粒径较小且均匀的表面修饰纳米硼酸盐添加剂。当以月桂酸钠和十六烷基三甲基溴化铵为修饰剂时，等离子体辅助球磨可以提高添加剂粒子的细化效率;但以超分散剂为修饰剂时，等离子体的作用对添加剂粒子细化效率无明显影响;与月桂酸钠和十六烷基三甲基溴化铵复配修饰剂相比，超分散剂能更好的阻止添加剂粒子的团聚。红外光谱分析表明，等离子辅助球磨制备的硼酸盐添加剂粒子表面被修饰剂均匀包覆，修饰效果良好。 对制备的硼酸盐添加剂进行重力沉降实验发现，月桂酸钠和十六烷基三甲基溴化铵修饰的添加剂中，等离子辅助球磨3h和普通球磨5h的添加剂分散稳定性最佳，其他球磨时间的添加剂，因为修饰剂产生空间位阻效应，出现不同高度的分层现象;超分散剂修饰的添加剂中，放电球磨5h和普通球磨5h、8h的分散稳定性最佳，其他球磨时间的添加剂，由于超分散剂产生更强的空间位阻效应和“支架作用”，未出现分层，只出现少量的絮状物;这表明超分散剂提高了添加剂的分散稳定性。低分子量聚异丁烯也能在气缸油中产生“支架作用”。油液理化性能测试表明，添加纳米硼酸盐添加剂的复合油样符合Q/SY RH2016-2001船用系统油标准。 对添加了硼酸盐添加剂的复合气缸油进行摩擦学测试表明，放电球磨3h制备的月桂酸钠和十六烷基三甲基溴化铵修饰的硼酸盐添加剂和放电球磨5h制备的超分散剂修饰的纳米硼酸盐添加剂具有最好的减摩抗磨效果，且两种添加剂的最佳添加量均为3wt％。对摩擦表面的进行能谱分析表明，纳米硼酸钾粒子吸附沉积在摩擦副表面后，在摩擦作用下积聚、熔化、凝结形成一层紧密的硼酸盐包覆膜;同时部分硼酸盐添加剂粒子在摩擦作用下，在材料表面发生摩擦化学反应，分解成新的含硼化合物，在摩擦表面发生沉积或渗透，实现对磨损表面的修复与强化，从而提高了摩擦表面的减摩抗磨性能。 |
| 作者： | 陈全喜 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 戴乐阳 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 集美大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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