几种纳米颗粒在润滑油中的摩擦学行为研究.pdf

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1、硕士学位论文几种纳米颗粒在润滑油中的摩擦学行为研究STUDYONTHETRIBOLOGICALBEHAVIOROFSEVERALNANOPARTICLESINLUBRICATINGOIL郑帅哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TH117学校代码：10213国际图书分类号：621密级：公开工学硕士学位论文几种纳米颗粒在润滑油中的摩擦学行为研究(学术型)硕士研究生：郑帅导师：郝明晖教授申请学位：工学硕士学科、专业：机械设计及理论所在单位：机电工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学月ClassifiedIndex：TH117U.

2、D.C.:621DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSTUDYONTHETRIBOLOGICALBEHAVIOROFSEVERALNANOPARTICLESINLUBRICATINGOIL(AcademicType)Candidate：ZhengShuaiSupervisor：Prof.HaoMinghuiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：MechanicalDesignandTheoryAffiliation:SchoolofM

3、echatronicsEng.DateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology：哈尔滨工业大学工学硕士学位论文摘要行星滚柱丝杠作为一种新型的传动机构，具有应用范围广、机械性能优异等特点，受到国内外学者的广泛关注，针对行星滚柱丝杠的摩擦学问题，目前主要针对摩擦力矩的组成及影响因素进行研究，但关于其润滑方式的研究相对较少，对润滑油的摩擦学性能的基础研究不够系统，鉴于此，本文以行星滚柱丝杠为课题背景，对含纳米颗粒润滑油的摩擦学性能进行研究，研究成果

4、不单单可以应用到行星滚柱丝杠上，同样也可以应用到其他机械传动部件上。众所周知，润滑油中添加剂的性能及含量决定着润滑油的优劣，对机械的运行起着至关重要的作用。所以找到合适的添加剂、提升添加剂的性能以及确定其最佳含量对润滑油性能的提升有着重大的意义。本文选用了三种摩擦学性能较优的纳米材料，分别为石墨烯、纳米ZnO、纳米TiO2，并根据行星滚柱丝杠的运行工况进行了摩擦学实验的参数设计。针对石墨烯的摩擦学性能进行研究，以500SN矿物油作为基础油，配制出不同浓度的石墨烯油样，采用超声震荡的方法对其进行分散，研究了石墨烯在润滑油中的分散性问题，由于石墨烯是由石墨

5、制备而来的两者具有相似的片层结构，故以纳米石墨作为参照，对比探究了添加浓度、载荷和速度条件对含纳米颗粒润滑油摩擦学性能的影响，绘制出摩擦系数-浓度、摩擦系数-载荷、摩擦系数-转速等曲线，总结规律，突出石墨烯的特殊性能，并通过对钢球的磨痕表面分析，总结石墨烯的摩擦学机理。针对纳米ZnO与纳米TiO2的表面改性手段与摩擦学性能进行研究，分别利用油酸、硬脂酸对纳米ZnO和纳米TiO2进行表面改性，并通过热重分析、X射线衍射和傅里叶红外光谱实验对改性后的纳米颗粒进行了表征，验证改性剂是以化学键的形式链接在了纳米颗粒的表面上，对比改性前后纳米颗粒在油基润滑剂中的

6、分散稳定性，得出表面改性可以提高纳米颗粒与油基润滑剂的互溶性，利用四球摩擦磨损试验机进行了大量的对比摩擦学试验分析了改性前后纳米颗粒在不同工况下的适用条件，并通过能谱分析与扫描电镜对改性纳米颗粒油样润滑条件下钢球磨痕表面进行了分析，研究减摩抗磨机理。关键词：石墨烯；纳米颗粒；表面改性；摩擦学性能-I-哈尔滨工业大学工学硕士学位论文AbstractAsanewtypeoftransmissionmechanism,theplanetaryrollerscrewhasawiderangeofapplications,excellentmechanicalp

7、roperties,andhasreceivedextensiveattentionfromdomesticandforeignscholars.Inviewofthetribologicalproblemsofplanetaryrollerscrews,thecompositionandinfluencingfactorsoffrictiontorquearemainlystudied.However,therearerelativelyfewstudiesonitslubricationproblems.Thebasicresearchonthet

8、ribologicalpropertiesoflubricantsisnotsystemati