基于层状硅酸盐及其改性材料的摩擦学性能研究

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1、太原理工大学硕士学位论文层状硅酸盐及其改性材料的摩擦学性能研究姓名：付玉川申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：董晋湘20100501太原理工大学硕士研究生学位论文层状硅酸盐及其改性材料的摩擦学性能研究摘要层状材料是一类重要的功能材料，在能源、化工等许多重要的工业领域都有广泛的应用。其中，层状硅酸钠具有良好的离子交换与吸附特性，目前利用其强的阳离子交换能力,层状硅酸钠可作为环保型无磷洗涤剂助剂。探索已有材料的新特性与新用途，始终是材料研究的发展方向。本文期望在需要层状化合物的固体润滑领域，利用

2、层状晶体结构的特点，拓展层状硅酸盐及其改性材料在润滑领域应用的可能性。本文对有机柱撑型层状硅酸钠、层状硅酸钠与表面活性剂复配体系以及层状硅酸钙CAS-1进行了摩擦学性能研究，考察了其作为润滑油添加剂对提高基础油的承载能力和减摩抗磨性能方面的影响。采用四球试验机、光学显微镜、XRD、SEM等分析手段进行了测试与表征。本文首先研究了有机柱撑型层状硅酸钠的摩擦学特性，实验结果表明：双辛烷基二甲基氯化铵柱撑δ-层状硅酸钠以0.5wt%加入到100SN基础油中的摩擦学性能最佳。与100SN基础油相比，PB值

3、提高了8.5%，磨斑直径降低了33.3%，摩擦系数降低了24.1%。双十八烷基二甲基氯化铵柱撑δ-层状硅酸钠以1.0wt%加入到100SN基础油中的摩擦学性能最佳。与100SN基础油相比，PB值提高了8.5%，磨斑直径降低了19.8%，摩擦系数降低了22.8%。润滑性能测试表明，有机柱撑型层状硅酸钠作为添加剂可以提高100SN基础油的承载能力，增强100SN基础油的减摩抗磨性能，XRD分析证明有机柱撑型层状硅酸钠在润滑过程中保持了原有的层状晶体结构。I太原理工大学硕士研究生学位论文其次研究了层状硅

4、酸钠与表面活性剂复配的摩擦学特性，实验结果表明：δ-层状硅酸钠在分别与十二烷基苯磺酸、二壬基萘磺酸和十二烷基硫酸钠复配体系中，复配剂以1.0wt%加入到100SN基础油中的摩擦学性能最佳。与100SN基础油相比，PB值分别提高了27.2%、8.5%和16.8%；磨斑直径分别降低了26.7%、20.8%和28.6%；摩擦系数分别降低了29.7%、16.6%和25.5%。β-层状硅酸钠在分别与十二烷基苯磺酸和二壬基萘磺酸复配体系中，当复配剂以1.0wt%加入到100SN基础油中的摩擦学性能最佳，与10

5、0SN基础油相比，PB值分别提高了37.7%和27.2%；磨斑直径分别降低了17.3%和10.2%；摩擦系数分别降低了25.5%和19.3%。β-层状硅酸钠在与十二烷基硫酸钠复配体系中，复配剂以0.5wt%加入到100SN基础油中的摩擦学性能最佳，与100SN基础油相比，PB值提高了16.8%；磨斑直径降低了21.1%；摩擦系数降低了22.8%。润滑性能测试表明，在层状硅酸钠与表面活性剂复配体系中，作为添加剂可以提高100SN基础油的承载能力，增强100SN基础油的减摩抗磨性能，XRD分析证明层状

6、硅酸钠在复配和润滑过程中保持了层状晶体结构的稳定。本文还研究了层状硅酸钙CAS-1的摩擦学特性，实验结果表明：层状硅酸钙CAS-1以0.5wt%加入到100SN基础油中的摩擦学性能最佳，与100SN基础油相比，PB值提高了16.8%；磨斑直径降低了40.0%；摩擦系数降低23.4%。润滑性能测试表明，层状硅酸钙CAS-1作为添加剂可以提高100SN基础油的承载能力，增强100SN基础油的减摩抗磨性能，XRD分析证明其在润滑过程中保持了层状晶体结构的稳定。关键词：层状硅酸钠，层状硅酸钙CAS-1，润

7、滑油添加剂，摩擦学性能II太原理工大学硕士研究生学位论文THETRIBOLOGICALPROPERTIESOFLAYEREDSILICATESANDTHEIRMODIFIEDMATERIALSABSTRACTLayeredmaterialsareonekindofimportantfunctionalmaterials,whichhaveawiderangeofapplicationsinsomesignificantindustriessuchasenergyandchemicalindustr

8、y.Layeredsodiumsilicate,belongstothegroupoflayeredmaterials,possessthepropertiesofionexchangeandadsorptionanditcanbeusedasenvironmentallyfriendlynon-phosphorousdetergentbuilderbecauseofitsstrongcationexchangecapacity.Exploringnewcharacteristic