石墨包裹Ni纳米颗粒的制备及其摩擦磨损性能.pdf

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1、第34卷第4期非金属矿Vb1．34No．420l1年7月NOn．MetalliCMinesJuly，2011石墨包裹Ni纳米颗粒的制备及其摩擦磨损性能岳学庆段文艳薛云(秦皇岛职业技术学院机电系，河北秦皇岛066100)摘要对膨胀石墨和Nj粉末混合物进行机械球磨并随后退火，制备出石墨包裹Ni纳米颗粒材料。通过SEM、TEM、EDS和XRD对产物进行了表征，并研究了产物作为润滑油添加剂的高温摩擦磨损性能。结果表明：制备出的石墨包裹Ni纳米颗粒直径在20-150ilia之间，具有良好的结晶度。产物作为润滑油添加剂具有良好的高温减摩抗磨性能，且随着载荷的增大，该性能更加显著。

2、关键词球磨退火石墨包裹Ni纳米颗粒减摩抗磨中图分类号：TB383；THll7．1文献标识码：A文章编号：1000-8098(2011)1)4-0069-04PreparationofFrictionandWearBehaviorofGraphiteEncapsulatedNickelNanoparticlesYueXueqingDuanWenyanXueYun(QinhuangdaoHigherVocationalandTechnicalCollege，Qinhuangdao，Hebei066100)AbstractGraphiteencapsulatednickel

3、nanoparticleswerepreparedbyball-millingandsubsequentlyannealingamixtureofexpandedgraphiteandNipowders．TheproductswerecharacterizedbySEM，TEM，EDSandXRD．Thehi【ghtemperaturefrictionandwearbehaviorsoftheproductsusedaslubricatingadditivewereinvestigated．Resultsshowedthatthegraphiteencapsulate

4、dnickelnanoparticlesas-preparedhadasizerangeof20~150nm，andexhibitedawellcrystallinity．Theproductsusedaslubricatingadditivedisplayedanobvioushightemperatureanti-frictionandwearresistantefect，andlargertheappliedload，be~ertheanti—frictionandwearresistantefect．Keywordsball··millingannealing

5、graphiteencapsulatednickelnanoparticlesanti-frictionandwearresistantefect自R．S．Rouf等人[1在1993年采用电弧法蒸发偿性。气化掺La的阳极石墨棒时发现多层石墨包覆La的膨胀石墨是一种疏松多孔的蠕虫状物质，通常它纳米材料以来，碳包覆金属纳米材料引起了研究者的是由可膨胀石墨高温加热得到[15]o在可膨胀石墨高广泛关注。由于碳壳可以将金属材料束缚在很小的温加热期间，石墨层沿堆垛层方向剧烈张开。相比天空间内，使这类新奇结构的材料表现出奇特的电学、然石墨，膨胀石墨这种张开的石墨层可能会有利于球光学

6、和磁学性能以及良好的生物相容性，因此有着巨磨期间石墨片与金属颗粒的接触与反应。因此，本实大的潜在应用价值】。目前，碳包覆金属纳米颗粒验选用膨胀石墨作为母体材料，将它与Ni粉末的混常用的制备方法有电弧放电法[5-6]激光法[J、离子束合物进行机械球磨并随后退火，制备石墨包裹Ni金法嗍、化学气相沉积法19]和爆炸法【1等。机械球磨属纳米颗粒(GENN)，研究了这种材料的结构及形成法是制备碳包裹金属纳米颗粒的另一种新方法，如B．机理，并考察了这种材料作为润滑油添加剂的高温摩Bokhonov等【lI]对电弧烟灰和金属(Fe或Ni)混合擦磨损性能。物进行球磨并随后退火制备了这种

7、材料。此外，C．R1试验部分Marshall等u通过球磨并退火石墨和co混合物也1．1原料、试剂及GENN的制备膨胀石墨是通过获得了这种材料。总体而言，目前关于球磨法制备碳化学插层法自制，这里使用硫酸为插层剂，双氧水为包裹金属纳米颗粒的报道不多，一些问题值得进一步氧化剂。所用Ni金属粉由北京沃泰技术发展有限责研究，如这种材料的结构、形成机理、应用等。任公司生产，纯度为99．9％，粒度为100目。球磨在众所周知，石墨有良好的润滑性能。此外，研究沈阳市新科仪机电设备厂生产的GN-2型高能球磨机表明，金属纳米粒子作为添加剂可提高润滑油的减摩进行。将膨胀石墨