PDF《添加稻壳基陶瓷颗粒改善液体石蜡润滑特性》

安徽省自然科学基金 资助项目(1608085QE119,1508085J10) ;

安徽省教育厅自然科学基金资助 项目(KJ2017A536) 作者简介:胡恩柱,男(回族) ,安徽淮南人,讲师,博士,研究方向:生 物质资源化利用,生物摩擦学.合肥,合肥学院化学与材料工程系,Email: [email protected],[email protected] 减摩性能[15] .此外,还研究了不同载荷下,Cu/C/RBC 复 合材料的磨损模型,并进行了磨损图的绘制[16-17] . Akiyama 等[18-19] 将RBC 颗粒添加到

5 种热固性树脂当中, 开发出了复合材料,并研究了这些材料在油润滑和干摩 擦条件下的摩擦学性能,发现 RBC 颗粒的引入,明显降 低了摩擦系数.综上所述,稻壳基陶瓷颗粒在一定的条 件下,具有抗磨减摩的功效.然而,将其作为润滑油摩 擦改进剂的研究较少,且随着重型机械的快速发展,对 润滑油质量提出了较高的要求,其中,高温润滑油的开 发成为目前研究的热点.能够作为润滑油摩擦改进剂的 颗粒材料种类较多,如:片状石墨、二硫化钼、纳米二 氧化硅、石墨烯和纳米金刚石等,均可在一定程度上改 善润滑油的润滑特性.陶涛等[20] 研究了片状石墨对聚 α 烯烃?4(PAO4)基础油摩擦学性能的影响,添加质量分 数为 0.01%的片状石墨能够明显的增强润滑油的抗磨减 摩特性.Xu 等[21] 研究了不同形态的二硫化钼对菜籽油润 滑特性的影响,发现纳米球形二硫化钼可明显的改善菜 籽油的润滑特性,而微米级片状二硫化钼对菜籽油润滑 特性的改善不佳.王建华等[22] 研究了水溶性二氧化硅颗 粒作为水基添加剂的摩擦学性能,研究发现小颗粒水溶 性纳米二氧化硅作为水基添加剂具有良好的抗磨减摩性 能和极压性能,在摩擦过程中形成的沉积膜起到抗磨减 摩的功效.乔玉林等[23] 对石墨烯作为油基润滑油和水基 润滑添加剂进行了综述,指出石墨烯表面可控修饰是今 后石墨烯摩擦学研究的重点.张家玺等[24] 发现纳米金刚 石颗粒可改善普通发动机润滑油(15 W/30)润滑特性的 农业工程学报(http://www.tcsae.org)

2017 年266 功效,主要原因归于颗粒的纳米尺寸效应和摩擦诱导摩 擦副界面形成固体膜.可见,碳材料和二氧化硅颗粒均 可作为润滑油的摩擦改进剂,那么由稻壳炭化制备的陶 瓷颗粒主要成分为碳和二氧化硅,应该可作为润滑油添 加剂,尤其高温摩擦改进剂.因此设计了一系列的摩擦 学试验,研究稻壳基陶瓷颗粒对液体石蜡摩擦学特性的 影响,该工作的有效实施不仅为稻壳的综合利用开辟了 新的途径,而且为高温润滑油摩擦改进剂的开发提供了 基础的数据和理论指导.

1 材料与方法 1.1 试验材料与制备 稻壳粉(品种为:皖稻 54,品种来源:88-22/T1003, 颗粒大小为 2.0 mm,安徽省蚌埠市宏发糠业有限公司) , 酚醛树脂(型号:3122,无锡明洋粘结材料有限公司) , 液体石蜡(liquid paraffin,分析级,天津富宇精细化工有 限公司) ,司盘-80(Sp-80,分析级,天津市光复精细化 工有限公司) ,四球机专用钢球为不锈钢钢球(直径为 12.7 mm, 洛氏硬度为61~63 HRC) , 甲醇和乙醇 (AR500 ml, 上海国药集团化学试剂有限公司) . RHC 颗粒制备过程如下: 精确称取 2.5 g 酚醛树脂和 7.5 g 的稻壳粉,于50 ml 小烧杯中充分搅拌约

15 min, 之后移取

3 g 混合物于石英舟中,将其放入管式炉(型号: OTF-1200X,合肥科晶材料技术有限公司)中,氮气氛围 下,900 ℃下煅烧