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纳米金属粉的制备及其润滑性能研究

作　者: 乔文凤
导　师: 周勇敏
学　校: 南京工业大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 纳米铜粉 纳米铋粉 高能球磨法 润滑性能
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要


本文主要研究纳米金属粉体的制备与摩擦学性能。在查阅文献的基础上,选择了高能球磨的方法,分别选用金属铜粉和金属铋粒为原料,进行了纳米铜粉和纳米铋粉的制备研究。实验选择了合适的修饰剂,采取了制备与修饰同步进行的方法,并选择了先干磨后湿磨的措施,成功制备出粒度分布均匀、分散性能优良的纳米铜粉和纳米铋粉。实验初步探讨了纳米铜润滑油添加剂和纳米铋润滑油添加剂的配制,采用MMW-1摩擦磨损试验机对纳米铜粉和纳米铋粉以及纳米铜铋混合粉进行了润滑性能测试,分析了不同负荷长时间摩擦条件下的磨斑直径、摩擦系数与金属纳米粉体添加量之间的关系,讨论了润滑油中纳米金属粉体适宜的添加剂量,对抗磨减摩机理做出了一些探讨。实验研究结论如下:(1)实验研究了球磨工艺参数对纳米铋粉粒度的影响,得出干法阶段制备纳米铋粉的优化方案为:转速为400r/min,修饰剂与铋粒的质量比取1:4,加入铋粒的质量为25g,时间8h;湿法阶段制备纳米铋粉的优化方案为:转速350r/min,时间4h。在优化实验中,原料铋粒经干磨再湿磨后,粒度由最大粒径630μm下降到中位径0.3μm,然后中位径达到0.2μm,而湿磨溶液中粉体的中位径为170nm。(2)湿法阶段制备纳米铜粉的优化方案为:转速为400r/min,修饰剂与原料铜粉的质量比取1:6,加入铜粉的质量为25g,时间10h;湿法阶段制备纳米铜粉的优化方案为:转速350r/min,时间3h。在优化实验中,原料铜粒经干磨再湿磨后,粒度由最大粒径35μm下降到中位径0.28μm,然后中位径达0.21μm,溶液中粉体的中位径为50nm。(3)采用优化方案制得稳定分散的纳米铋粉,XRD检测纳米铋粉的晶粒度为26nm,含有非晶态物质,TEM检测颗粒分散效果较好,粒径在5～30nm范围内,颗粒表面有明显的包覆层。(4)采用优化方案制得稳定分散的纳米铜粉,XRD检测纳米铜粉的晶粒度为16nm,含有非晶态物质,TEM检测颗粒分散效果较好,粒径在10～40nm范围内,颗粒表面有明显的包覆层。

全文目录


摘要  4-6
ABSTRACT  6-12
第一章 绪论  12-23
  1.1 前言  12-13
  1.2 文献综述  13-22
    1.2.1 纳米金属粉卓越的润滑性能  13-14
    1.2.2 纳米金属粉的制备概况  14-16
    1.2.3 纳米铜粉的制备进展  16-20
    1.2.4 纳米铋粉的制备进展  20-22
  1.3 本章小结  22-23
第二章 研究思路、研究内容和研究方法  23-31
  2.1 研究思路  23
  2.2 研究内容  23
  2.3 研究方法  23-31
    2.3.1 纳米铋粉和纳米铜粉的制备  23-29
    2.3.2 纳米金属粉润滑油添加剂润滑性能测试  29-31
第三章 纳米铋粉的制备研究  31-43
  3.1 前言  31
  3.2 实验部分  31-37
    3.2.1 制备方案  31-32
    3.2.2 干法制备阶段  32-35
    3.2.3 湿法制备阶段  35-37
  3.3 实验结果和讨论  37-42
    3.3.1 干法制备结果讨论  37-38
    3.3.2 湿法制备结果讨论  38
    3.3.3 干法与湿法优化结果对比  38-39
    3.3.4 分散稳定性机理探讨  39-40
    3.3.5 XRD 表征  40-41
    3.3.6 TEM 表征  41-42
  3.4 本章小结  42-43
第四章 纳米铜粉的制备研究  43-56
  4.1 前言  43
  4.2 实验部分  43-49
    4.2.1 制备方案  43-44
    4.2.2 干法制备阶段  44-47
    4.2.3 湿法制备阶段  47-49
  4.3 实验结果和讨论  49-54
    4.3.1 干法制备结果讨论  49-50
    4.3.2 湿法制备结果讨论  50-51
    4.3.3 干法与湿法优化结果对比  51-52
    4.3.4 铜粉的分散稳定性机理探讨  52
    4.3.5 XRD 表征  52-53
    4.3.6 TEM 表征  53-54
  4.4 本章小结  54-56
第五章 纳米金属粉的润滑性能初探  56-76
  5.1 前言  56
  5.2 纳米铜粉的润滑性能测试  56-63
    5.2.1 纳米铜润滑油添加剂的研制  56-57
    5.2.2 纳米铜粉的润滑性能测试  57-63
  5.3 纳米铋粉的润滑性能测试  63-71
    5.3.1 纳米铋润滑油添加剂的研制  63-64
    5.3.2 纳米铋粉润滑性能测试  64-71
  5.4 纳米铜铋混合粉的润滑性能测试  71-74
  5.5 纳米铜铋复合粉润滑油添加剂的配方设计  74
  5.6 本章小节  74-76
第六章 结论与展望  76-79
  6.1 结论  76-77
  6.2 展望  77-79
参考文献  79-83
硕士期间发表论文情况  83-84
致谢  84

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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