菲尔德合金纳米颗粒的制备及应用研究

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1、国内图书分类号：TK02密级：公开国际图书分类号：536西南交通大学研究生学位论文菲尔德合金纳米颗粒的制备及应用研究年级二零一五级姓名张欣冉申请学位级别工学硕士专业力学指导老师王朝明副教授二零一八年五月ClassifiedIndex:TK02U.D.C:536SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisSYNTHESISANDAPPLICATIONSOFFIELD’SALLOYNANOPARTICLESGrade:2015Candidate:XinranZhangAcademicDegreeAppliedfor:Ma

2、sterDegreeSpeciality:MechanicsSupervisor:A.Prof.ChaomingWangMay,2018西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密□，在年解密后适用本授权书；2．不保密，使用本授权书。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导老师签

3、名：日期：日期：西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：1)使用纳米乳化法和超声乳化法在一定条件下制备出一定粒径的菲尔德合金纳米颗粒，并对其形貌和热学性能进行表征；2)将制备好的纳米颗粒通过超声的方法分散到润滑油中，通过对含有不同质量分数纳米颗粒的润滑油进行球对盘摩擦试验，得到了此体系下润滑效果最好的质量分数；3)将纳米颗粒和聚乙烯醇薄膜基材共混，借助流延法制备出不同质量分数纳米颗粒的复合薄膜，通过差示扫描量热仪测试其相变性能及稳定性，并使用原子力显微镜对其进行定量纳米力学测试，研究复合薄膜相比纯聚乙烯醇薄膜在不同温

4、度下的力学性能的变化。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：日期：西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要菲尔德合金纳米颗粒不仅能作为良好的润滑油添加剂极大地改善润滑油的抗磨减磨性能，而且可以与薄膜基材共混制备成薄膜，成为一种潜在的调温介质。本文对菲尔德合金纳米颗粒及其复合材料的制备、力学、热学性能进行了初步研

5、究，主要内容如下：1）本文分别采用纳米乳化法和超声乳化法制备纳米颗粒。通过调节试验温度，反应时间，超声功率等参数，制备出粒径分别在20nm及120nm左右的纳米颗粒。通过透射电子显微镜、原子力显微镜及差示扫描量热仪分别对颗粒的形貌及热学性能进行对比分析，最终选择纳米乳化法制备的纳米颗粒作为本文主要研究载体。2）采用超声分散的方法，将不同质量的纳米颗粒均匀分散在白油中，得到质量分数分别为0.02%、0.04%、0.06%、0.08%和0.1%的润滑油。使用沉积法来测试混合后的润滑油的稳定性。为测试其摩擦性能，将不同质量分数的润滑油在球对盘摩擦磨损实验机上进行摩擦试

6、验。实验结果表明开始阶段随着纳米颗粒质量分数的增加，摩擦系数变小；当质量分数增加至0.08%时，润滑效果达到最佳，此时摩擦系数最低相比纯润滑油减小了约44%；继续增大质量分数，摩擦系数增大，润滑效果变差。3）将不同质量的纳米颗粒以超声的方式分散到聚乙烯醇水溶液中制得质量分数分别为1%、2%、3%、4%和5%的混合溶液，通过流延法制备成复合薄膜。将添加纳米颗粒的复合薄膜进行热学测试，发现在温度升高（降低）过程中有吸热（放热）现象，这是由于纳米颗粒发生了相变，从而证明纳米颗粒可掺杂在薄膜中正常发挥相变功能。对纯聚乙烯醇和质量分数为5%的复合薄膜分别进行升（降）温过程

7、中的定量纳米力学测试，发现复合薄膜的杨氏模量在纳米颗粒的相变温度处发生突变的现象。同时复合薄膜的杨氏模量始终高于纯聚乙烯醇薄膜，对针尖的粘附力在一定程度上小于纯聚乙烯醇薄膜。关键词:纳米颗粒；润滑油添加剂；相变；原子力显微镜；杨氏模量西南交通大学硕士研究生学位论文第II页AbstractField’sAlloynanoparticlesnotonlycanimprovethewearresistanceofthelubricatingoilasgoodlubricantadditive,buttheyarealsopotentialtemperingmedium

8、sthroughbein