改性微纳米TiO2用于改进水基切削液润滑性能的研究

合集下载

超声微波辅助制备纳米TiO2及光催化性能研究

四、结论与展望
本次演示研究了超声微波辅助制备纳米TiO2及光催化性能研究。通过对比实验，发现超声微波辅助制备的纳米TiO2具有更高的光催化活性和光电催化性能。这主要归因于其优异的分散性和高比表面积。在此基础上，本次演示也探讨了超声波和微波的作用条件对纳米TiO2制备和性能的影响规律。
然而，尽管超声微波辅助制备纳米TiO2在光催化领域展现出优越的性能，但仍存在一些问题需要进一步研究和改进。首先，对于超声波和微波的协同作用机制仍需深入探讨，以实现制备过程的进一步优化。其次，目前的研究主要集中在实验室规模，如何实现规模化生产仍需进行大量研究工作。最后，如何提高纳米TiO2的光电催化性能以及其在复杂污染物处理方面的应用仍需进一步探索。
展望未来，我们期望通过深入研究和优化超声微波辅助制备纳米TiO2的方法，进一步提高其光催化性能和光电催化性能。希望能够在实践中将此技术推广应用，解决实际环境问题，推动环境科学的进步。此外，我们也期望能够在其他领域中发掘超声波和微波的应用潜力，为推动绿色科技的发展做出贡献。
谢谢观看
其中，超声微波辅助制备法因具有高效、节能、环保等优点而备受。本次演示将围绕超声微波辅助制备纳米TiO2及光催化性能研究展开讨论。
二、超声微波辅助制备纳米TiO2
超声微波辅助制备纳米TiO2是一种绿色、高效的制备方法。其制备过程主要包括以下几个步骤：首先，将TiO2前驱体溶液与超声波、微波发生器引入反应体系中；然后，通过调控超声波、微波的强度和作用时间，实现前驱体的快速水热反应；最后，经过离心、洗涤、干燥等后处理步骤，得到纳米TiO2粉末。
超声微波辅助制备纳米TiO2及光催化性能研究
目录二、超声微波辅助制备纳米TiO2
04 四、结论与展望

水性防锈剂润滑剂在切削液配方中的应用

水基防锈剂、切削液的发展与应用金属在潮湿空气中或浸于水中是很容易受到腐蚀的。

但在水中加入一定量的缓蚀剂，这种水就是具有一定防锈功能的防锈水。

防锈水被广泛应用于金属加工过程中工序间防锈，也可把材料浸泡在防锈水中暂时贮存。

本文最后将介绍两款水基防锈剂在切削液、防冻液、水-乙二醇抗燃液压液、防锈水中的应用。

最常用的水溶性防锈剂主要有亚硝酸钠：亚硝酸钠（NaNO2）是目前应用最广泛最廉价的水溶性防锈剂，多与碳酸钠共用。

对黑色金属（钢、铁、锡）有效，对铜等有色金属无效。

易溶于水、甘油，难溶于乙醇和乙醚。

但在使用时最后不低于0.3%，在保护钢铁时其临界浓度为0.25%，低于0.25%时则形成腐蚀，所以最好保持在0.5%以上。

在含高浓氯离子的海水中则没有防锈作用，在含氧化剂或还原剂的水中，缓蚀效果也大为降低。

适用于闭封式循环系统，敞开式系统则需要更高的浓度。

在常温下易产生硝化细菌营养物质而导致微生物腐蚀（在防冻液中不会，水温较高），对人和生物有害，特别是和胺类合用时形成的亚硝胺有致癌作用；缓蚀过程中会还原成氨，腐蚀某些金属材料。

无水碳酸钠：一般不单独使用，而是和亚硝酸钠复配使用。

应用举例：亚硝酸钠3~8%，无水碳酸钠0.5~0.6%，水余量，用于全浸小零件；亚硝酸钠3~8%，三乙醇胺0.5~0.6%，水余量，用于全浸、喷淋精密零件防锈；亚硝酸钠15%，无水碳酸钠0.5~0.6%，甘油30%，水余量，用于中间库存防锈、成品防锈。

三乙醇胺：易溶于水，呈碱性，常和亚硝酸钠、苯甲酸钠一起复配防锈水使用，其用量一般为0.5~10%，实际用量更偏高，只对钢铁有效，对铜、铬、镍会加速腐蚀。

苯甲酸钠：溶于水和醇，配成1~1.5%防锈水即可阻止钢的腐蚀，也可减缓铜、铅的锈蚀，浓度大于40g/L 时，对铝、硅钢、铸铁、钢都有明显缓蚀作用。

苯并三氮唑：是铜、银等有色金属的缓蚀剂，对抑制铜变色、腐蚀最有效，易溶于醇，微溶于水。

其它如钼酸钠、N-烷基亚氨双丙烯酸钠、六亚甲基四胺（乌洛托品）、尿素、磷酸盐、铬酸盐、硅酸钠等不再一一介绍。

含纳米石墨水基润滑剂润滑性能研究

油、水溶液等液态介质中的使用仍需进一步的研究
和试验。本文作者采用球磨机制备了纳米级膨胀石墨，将其添加到蓖麻油硼酸酯水基润滑剂中，利用膨胀石墨的亲油疏水性，使其吸附在蓖麻油硼酸
料与润滑技术相结合，制备出同时具有减摩、抗磨和
１．２含纳米石墨水基润滑剂的制备１．２．１纳米膨胀石墨的制备
将１０ｍＬ９８％浓硫酸与１．５ｍＬ３０％过氧化氢混合，将混合溶液添加到烧杯中，与６ｇ天然片状石墨在搅拌下反应１．５ｈ；反应后的混合物过滤后用去离子水彻底清洗，直至溶液ｐＨ值为中性；在干燥箱中
修复功能的润滑材料，是近年来摩擦与润滑领域研究的热点，也是微纳米材料与润滑剂相结合的切人
点一。
膨胀石墨多作为吸附剂、电极材料或复合材料，在摩擦学领域的应用也集中在作为润滑剂（脂）的载体或固体喷涂材料上的应用，但在润滑
近年来，碳纳米结构以其独特的性能受到研究者的广泛关注 …。膨胀石墨是一种重要的碳材料，具有极强的自润滑性和优良的吸附性能』，能够应用在许多场合。其结构是紧密的、有弹性的弯曲石墨片层，该片层结构比天然石墨鳞片小，含有大量不同尺寸的孔和纳米石墨层。膨胀石墨通过球磨机球磨后，能够得到纳米级的石墨。水基润滑剂因具有清洗性能好、节约能源、比热容及导热系数大、阻燃、价格低、冷却效果好等诸多优点，成为绿色润滑剂的重要发展方向。将微纳米材

一种提高纳米TiO疏水性和分散稳定性的改性方法[发明专利]

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911411242.9(22)申请日 2019.12.31(71)申请人济南大学地址 250022 山东省济南市市中区南辛庄西路336号(72)发明人侯启敏　杨学锋　王守仁　李万洋　肖居鹏　段德荣　乔阳　王高琦　温道胜　刘文涛　(74)专利代理机构济南诚智商标专利事务所有限公司 37105代理人韩百翠(51)Int.Cl.B01J 31/38(2006.01)(54)发明名称一种提高纳米TiO 2疏水性和分散稳定性的改性方法(57)摘要针对纳米级粒子的表面能高，容易发生团聚，在有机相中难以浸润和分散稳定性差等缺点，本发明提供了一种提高纳米TiO 2疏水性和分散稳定性的改性方法。

本发明将改性剂N -辛基三甲氧基硅烷或者十二烷基三甲氧基硅烷的水溶液，加入到纳米TiO 2的乙醇熔液中，60℃-90℃下搅拌、超声震荡、烘干、研磨制得改性后的纳米TiO 2。

改性后的纳米TiO 2表面能得到明显降低，呈现出疏水性能，且分散稳定性大幅提高。

本方法工艺简单、易于操作、成本低、生产效率高，容易实现工业化生产。

权利要求书1页说明书4页附图2页CN 111036309 A 2020.04.21C N 111036309A1.一种提高纳米TiO 2疏水性和分散稳定性的改性方法，其特征是，包括以下步骤：(1)将纳米TiO 2加入乙醇中制备成乙醇溶液，超声震荡，混合均匀；(2)取改性剂N -辛基三甲氧基硅烷或者十二烷基三甲氧基硅烷，加水得到水溶液，超声震荡，使改性剂在水中预水解；(3)将步骤(2)所得的水溶液加入步骤(1)所得的乙醇溶液中，60℃-90℃下搅拌、超声震荡得到改性的混合浆料；(4)对(3)中所得的混合浆料，乙醇洗，水洗，烘干，研磨，得到改性纳米TiO 2。

2.如权利要求1所述的一种提高纳米TiO 2疏水性和分散稳定性的改性方法，其特征是，所述步骤(2)的N -辛基三甲氧基硅烷或者十二烷基三甲氧基硅烷质量为纳米TiO 2质量的6-8％。

不同润滑剂对水基切削液摩擦学性能的影响

不同润滑剂对水基切削液摩擦学性能的影响
祁有丽，徐小红，周旭光，陈馥婧
（巾阚石油兰州润滑油研究开发巾心，甘肃兰州７３００６０）
摘要：文章利用四球法、法莱克斯ｖ型块法、攻丝扭矩以及赖克特Ｍ２等评价手段，考察了聚合酯，硫化脂肪酸酯，磷酸酯以及
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｕｂｒｉｃａｎｔａｄｄｉｔｉｖｅｓ，ｓｕｃｈａｓｐｏｌｙｍｅｒｉｃｅｓｔｅｒｓ，ｓｕｌｆｕｒｉｚｅｄｆａｔｔｙａｃｉｄｅｓｔｅｒｓ，ｐｈｏｓｐｈａｔｅｅｓｔｅｒｓａｎｄｆａｔｔｙａｃｉｄｓｏａｐｏｎｔｈｅｅｘｔｒｅｍｅｐｒｅｓｓｕｒｅ．ａｎｔｉ —ｗｅａｒａｎｄｆｒｉｃｔｉｏｎ—ｒｅｄｕｃｉｎｇｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｍｉｃｒｏ—ｅｍｕｌ — ｓｉｆｉｅｄｃｕｔｔｉｎｇｆｌｕｉｄｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｂｙＦｏｕｒ —ｂａｌｌｔｅｓｔ，Ｆａｌｅｘｐｉｎ＆ｖｅｅｂｌｏｃｋｔｅｓｔ，ＴａｐｐｉｎｇｔｏｒｑｕｅｔｅｓｔａｎｄＲｅｉｃｈｅｒｔＭ２ｆｒｉｃ —

水基防锈液研究现状和发展趋势

第水基防锈液研究现状和发展趋势本文依据所使用的水溶性缓蚀剂类型，介绍了水基防锈液产品的研究现状；展望了水基防锈液的发展趋势。

李妲丽邓象贤中国石化润滑油有限公司上海研究院水基防锈液是在水中加入各种水溶性缓蚀剂、表面活性剂、成膜剂、消泡剂、杀菌剂等能抑制金属制品发生化学或电化学反应的一种防锈产品,可以对金属制品提供暂时性防护。

金属材料受周围空气、水、杂质等的影响发生化学或电化学多相反应而产生金属锈蚀。

金属锈蚀非常普遍，据统计，每年因腐蚀造成的钢铁损失约占当年钢铁产量的10%~20%[1]。

因金属腐蚀引起的停产、停电等间接的损失就更无法计算。

为降低经济损失，用水基防锈液来保护金属材料是一种常见的防护方法。

近年来，随着金属加工技术的提升，对水基防锈液产品的质量提出了更高的要求，我国水基防锈液在开发研制、产品更新及应用等方面均取得了较大的进展。

水基防锈液研究现状水基防锈液的种类很多，其中水溶性缓蚀剂起主要作用，主要有以下几类。

无机盐类水基防锈液亚硝酸钠水基防锈液是最早使用的水基防锈产品。

亚硝酸盐型水基防锈液的成本较低、使用方便、防锈性能好，曾被广泛使用。

但亚硝酸盐能转化成致癌物，危害人员健康，所以其使用受到了限制[2]。

铬酸盐型防锈液具有很好的防锈效果，至今在某些领域仍被大量使用，但铬金属能造成重金属污染，所以在使用上受到了限制，并且随着各种禁止法规、替代品的出现，其使用量不断减少[3]。

磷酸盐型防锈液能形成坚硬的磷化膜，从而起到工序间防锈的作用，但传统的工艺复杂，能耗高，且产生磷化残渣属于危险固废物，易造成水的富营养化，因此磷化型防锈液受到限制。

目前研究较多的替代方案有：钛、锆系防锈产品，其具有较高的稳定性，良好的防锈能力，且形成的膜能有效加强涂层与金属基体的结合力。

江峰等[4]研究了新型纳米锆盐在冰箱行业的应用，用锆膜涂装后进行了漆膜附着力、盐雾试验等方面的性能测试，测试结果显示新型纳米锆盐技术具有很好的应用潜力。

纳米添加剂润滑作用机理及其在水基润滑剂中的应用

专家论坛'.........2纳米添加剂润滑作用机理及其在水基润滑剂中的应用姜正义"，李岩3袁夏垒1(1.辽宁科技大学材料与冶金学院，辽宁，鞍山114051； 2.伍伦贡大学机械、材料、机电与生物医学工程学院，新南威尔士州，伍伦贡2522；3.海洋装备用金属材料及其应用国家重点实验室，辽宁鞍山114009)摘要：简要介绍了纳米添加剂的主要分类、性能特点及存在的问题，分析了纳米添加剂在润滑过程中发挥作用的机理，提出了纳米添加剂在水基润滑剂中的应用及未来的主要发展方向。

关键词：纳米添加剂；水基润滑剂；润滑机理；抗磨减摩中图分类号：TH117.2文献标识码：A文章编号：1006-4613(2020)05-0001-07Lubrication Mechanism of Nano-additives andIts Application in Water-based LubricantsJiang Zhengyi1,2,Li Yan3,Xia Lei1(1.School of Material and Metallurgy,University of Science and Technology Liaoning,Anshan114051,Liaoning,China；2.School of Mechanical,Materials and Mechatronic Engineering,University of Wollongong,Wollongong2522,NSW,Australia;3.State Key Laboratory of Metal Materials for Marine Equipment andApplication,Anshan114009,Liaoning,China)Abstract：The main classification,performance characteristics and existing problems of nanoadditives were briefly introduced.Then the mechanism of nano-additives in the lubrication process was analyzed.Finally the application of nano-additives in water-based lubricants and the main development direction in the future was proposed.Key words:nano-additives;water-based lubricants;lubrication mechanism;anti-wear and anti-friction在轧制过程中通常需要使用润滑剂以减少摩擦、轧辊负荷、磨损和功耗，并帮助控制产品的表面光洁度以及起到冷却的作用，降低轧辊和产品的温度咱1-4暂遥为了达到上述目的,润滑剂必须能够均匀地涂抹在轧辊上，并具有一定的附着力，并且润滑剂能够在退火炉中迅速消散，以免出现板带钢不应产生的表面染色或粘连。

切削加工过程中切削液的加工性能研究

切削加工过程中切削液的加工性能研究摘要：切削液的加工性能是指切削液在切削加工过程中所表现出来的效能，它与切削加工效果直接相关。

这些效果包括加工质量、机床功率消耗、加工效率、切屑处理等几个方面。

本文对切削加工过程中切削液的加工性能进行研究。

摘要：切削加工；切削液；加工性能切削液的应用领域非常广泛，可以说，凡是有机械加工的地方都或多或少的使用切削液。

随着电子技术的高速发展，切削液已不再局限于金属材料的加工，如电视机的显像管、计算机的显示器等主要设备的生产、半导体单晶体工件切割等都需要切削液。

1.切削液的性能与作用1.1切削液的第一性能人们使用切削液的主要口的是希望起到润滑、冷却、清洗三方面作用。

一般称之为切削液的第一性能。

A.切削液的润滑作用切削液的润滑作用是指其减少前刀面与切屑、后刀面与已加工表面的摩擦，以防止刀具与切屑、工件间的粘着，所以良好的润滑可以减少功率消耗、刀具磨损和获得良好的表而光洁度。

B.冷却作用在切削过程中产生的热量使工件、刀具温度升高。

过高的温度可降低刀具的强度和硬度而使刀具寿命缩短，而且因热变形会影响工件的尺寸精度，同时也给工件的及时检测及拆卸带来不便，因此切削加工时必须进行有效的冷却。

切削液通过减小摩擦和带走热量可以有效地降低切削温度。

因切削过程的热量主要是塑性变形产生的，故降低温度主要靠冷却，不是靠减少摩擦。

切削液的冷却性能与其导热系数、比热、汽化潜热、粘度等因素有关。

水的比热较油约大一倍，汽化温度低，汽化潜热大，粘度小，因此其冷却性能比油好。

对油基切削液来说，粘度越小其流动性也越好，越容易将热量带走，所以冷却效果也越好。

C.清洗作用金属加工产生的细小切屑、粉末等会互相粘结或附着在机床、刀具(砂轮)、工件上。

清洗性能就是指切削液防止这些细颗粒粘结和利用液流的机械冲洗作用将其冲走的能力。

清洗性能与切削液的渗透性和粘度有密切关系，为了提高切削液的清洗性经常采用粘度较小的油或向水基切削液中加入较多的表面活性剂。

TiO2催化剂

纳米TiO2催化剂的制备改性、表征及在光催化氧化过程中的性能研究自从上世纪七十年代以来，二氧化钛在环境治理方面的研究被迅速开展起来。

二氧化钛最大的优点是无毒、抗腐蚀，由于具有稳定的物理和化学性质被广泛地用作催化剂和载体。

其中研究最多的是二氧化钛在光催化氧化过程中的应用。

当物质所具有的尺寸属于纳米级别（<100nm），其特殊的表面效应和体积效应决定了其具有特殊的化学性质。

由于纳米颗粒表面原子数与其总原子数之比随粒径变小而急剧增大，表面原子的晶场环境和结合能与内部原子大相径庭，从而使其具有很大的化学活性。

另外，纳米颗粒因其表面原子周围缺少相邻原子会存在许多悬空键，具有不饱和性质，这些因素将导致纳米颗粒的特殊吸附现象，反应活性和催化性质。

纳米二氧化钛催化剂由于其特殊的表面状态和表面能，具有很高的活性和吸附能力是一种性能优良的催化剂。

纳米材料的制备可分为物理方法和化学方法两大类。

物理方法包括机械研磨法、沉积法和熔融法等，其中最常见的为机械粉碎法。

物理方法通常能耗大、成本高、尺寸可控性差，可取之处在于所得材料的微晶结构较为完善、表面缺陷相对较小。

化学方法在微粒粒度、粒度分布、微粒表面控制方面有一定优越性，主要包括：化学气相沉积法、液相法、溶胶—凝胶法、固相反应法、辐射合成法。

1.纳米二氧化钛的制备纳米二氧化钛的合成方法很多中溶胶—凝胶法以其工艺简单、反应温度低、能耗小、且引入杂质的可能性小、制得的产品粒度小、纯度高、分散性好等优点，成为合成超细二氧化钛的主要方法。

溶胶—凝胶技术是指金属的有机或无机化合物经过溶液、溶胶、凝胶而固化，再经热处理而成为氧化物或其他固体化合物的方法，所需要的烧结温度比传统的固相反应法低200~500℃。

采用溶胶—凝胶法制备纳米二氧化钛，选择钛酸丁酯作为前驱物，令其均匀混合于无水乙醇中并发生水解与缩聚反应，形成稳定的溶胶体系，溶胶再经过陈化转变为凝胶，最后对凝胶进行热处理得到超细的二氧化钛颗粒。

纳米TiO2

添加了具有光催化活性的纳米TiO2的环保涂料，已应用于环境空气净化，并扩展到室内的卫生保健，应用领域正在不断扩大。
精选完整ppt课件
19
2.3.1 光催化环保涂料
纳米TiO2氟碳涂料光照过程产生的羟基与生物大分子（如脂类、蛋白质、酶以及核酸）通过一系列氧化链式反应对生物细胞结构引起广泛的损伤性破坏，攻击有机物的不饱和键或抽取氢原子，使细菌蛋白质变异或脂类分解（多肽链断裂和糖类解聚），将细胞质中的原生质活酶破坏，以此杀灭细菌使之分解，赋予涂料很强的杀菌抑菌功能，对空气中细菌、霉菌、发臭有机物等有净化的作用；有长期的防霉防藻效果，强劲的抗粉尘和抗脏物的粘附能力；疏水性极佳，容易清洗涂层表面的污物。
(5)含汞废水的处理：同六价铬还原相似，无机汞离子从半导体导带到电子而被还原到零价汞。
精选完整ppt课件
15
2.2.3. 对室内空气中污染物的降解
纳米TiO2光催化技术在清除挥发性有机物上(VOC)具有独到之处，能将许多难于用其他方法降解的污染物最终达到无机化，一般生成二氧化碳和水，以及相应的化合物。
(4)毛纺染整废水处理：把表面涂覆有纳米TiO2膜的玻璃填料填充于玻璃反应器中，毛纺染整废水在反应器内循环进行光催化氧化处理。
(5)印染废水处理
精选完整ppt课件
14
2.2.2. 降解水中无机污染物
(1)含铬废水的处理：用TiO2掺杂Pb 2+作为吸附剂，利用TiO2薄膜在光催化下使Cr6+转化成Cr3+，去除率为99．5％。
精选完整ppt课件
7
1.3.3 TiCl4水解法
TiCl4水解法就是以TiCl4为原料，以碱为催化剂，得到 Ti02的水合物，然后经过离心、洗涤、干燥和煅烧即可得到纳米二氧化钛。

润滑油用纳米TiO2的表面改性及自修复性能研究

关键词：氧化钛表面处理改性润滑油二
１前言
中３Ｏ℃恒温干燥２，４ｈ即得到改性后的纳米ＴｉＯ
近年来，人们通过对纳米材料摩擦学性能的研究，发现很多纳米粒子可作为润滑油添加剂，以提高油品的润滑性能。而且，些纳米添加剂还对磨某
Ｂ２０Ｓ１Ｓ电子分析天平，精度０１。．ｍｇ
２２纳米ＴＯ．ｉ：的表面改性
将油酸和纳米Ｔｉ按摩尔比３；５的量加入Ｏ到１０ｍＬ石油醚溶剂中，Ｏ℃超声反应４ｈ离心０６，
分离所得产物，石油醚洗涤多次，真空干燥器用在
程鹏，李华峰，赵立涛，陈国需
（放军后勤工程学院，庆４０１）解重００６
摘要
采用油酸对纳米Ｔｉ进行表面改性，其稳定分散于基础油中。利用ＨＱ＿擦磨损Ｏｚ使１摩
试验机考察纳米Ｔｉｚ的自修复性能，探讨其自修复机理。试验结果表明，改性后的纳米Ｔｉ２Ｏ并经【）粉体作为润滑添加剂具有良好的分散稳定性、摩抗磨性和自修复性。减
究，而且对于进一步完善相关学科的理论体系也具
有十分重要的意义。
２实验
图１ＨＱ－擦磨损试验机工作不意图１摩
自修复评价：通过对比修复前后磨损量的大小

纳米二硫化钼(MoS2)在润滑材料中的研究进展

纳米二硫化钼(MoS2)在润滑材料中的研究进展摘要：本文介绍了MoS2的润滑性状、纳米MoS2的性能。

对纳米MoS2在轧制液、机械油、铜合金拉拔润滑脂和空间润滑材料中的摩擦学应用与研究现状进行了综述，并对比了微米级与纳米级MoS2在使用中的效果。

对未来纳米MoS2在润滑材料中的应用与研究进行了展望。

关键词：纳米MoS2；润滑材料；摩擦The research progress of molybdenum disulfidenanoparticles(MoS2) in lubrication materialsAbstract: This paper describes the lubricating properties of MoS2and the performance of nano-MoS2. Nano-MoS2on the rolling fluid, mechanical oil, copper alloy drawing grease and space lubrication materials’ tribology applications and research status are reviewed. The micron and nano-level effect of MoS2 in use is compared. Nano-MoS2 lubricating materials application and research in the future are discussed.Key words: nano-MoS2; lubrication materials; friction0 引言二硫化钼（MoS2）用作固体润滑剂已有50多年的历史，是应用最广泛的固体润滑剂。

在相同条件下，含MoS2的粘结固体润滑膜在真空中的摩擦系数约为大气中的1/3，而耐磨寿命比在大气中高几倍甚至几十倍。

润滑技术研究进展

维普资讯
２Ｏ年３卷第１０７４期
合成润滑村料Ｓ哪ｎＣＵＪ砌ＣＮｒＢＡＳ
１５
文章编号：６２— ３４２ｏ）ｌ０１ —０１７４６（ｏ７ｏ一０５５
润滑技术研究进展
虽然世界各国都在积极研究，到目前为止，没但还有从根本上解决这个问题，以研制优良的水基润所滑剂添加剂，改善水基润滑剂的润滑性能是今后水基润滑剂研究的关键。国外在该方面的研究较早，
越受到人们的关注和重视，成为基础油合成的一个
重要、崭新的研究领域［］３。我国也研发了加氢和
济损失，还可能造成机毁人亡等灾难性的事故。世
界各国都很重视摩擦学的研究，近代摩擦学研究的
临氢异构降凝技术，高了基础油的质量，提满足了高档润滑油的低排放，油耗、低长周期等的使用要
水基润滑剂具有优良的经济性、冷却性和安全
性，其缺点是润滑性能差，常处于边界润滑状态。］
收稿日期：０６一ｌ２００—０６
就可能逐步过渡到边界润滑，甚至最终成为固体摩
擦。
对于实际机械中的摩擦副通常总是几种润滑状态同时存在的，并统称为混合润滑状态。
所谓润滑就是用具有特殊性质的材料（液体、气体、固体等）将发生相对运动的摩擦表面分隔开
材料分子间的摩擦，达到降低磨损，长设备使用延寿命的技术。机械设备离不开润滑，润滑既可以降
１润滑技术研究现状

水基切削液润滑性能的改进研究

切削液已成为国内外机械加工中提高加工性能的发展方向。如何提高水基切削液的润滑性能，已成为目前研究的重点。从水基切削液的润滑机理来看：在水基切削液中设法添加油性剂ｌ和极压抗磨剂、合成恰当３的表面活性剂，是改善水基切削液润滑性能的有效途
径。
（）改性剂的制备１以松香、顺酐和多元胺等原料合成了非离子表面活性剂，同时以油酸三乙醇胺为原料合成油酸三
验机ＭＶ一Ｏ定。Ｐ２０测
水性切削剂由于具有导热系数大，冷却、防锈性能好等优点，并具有重要的环保意义。因而发展迅Ｊ，在机械加工工业中已被广泛采用。另外，水基切
削液除了具有乳化液的所有性能外，其润滑、冷却、防锈性能亦达到或超过乳化液的标准要求因而水基
乙醇胺酯。（）非离子表面活性剂Ｈ对润滑性能的改进２
１水基切削液的润滑机理切削液的润滑作用是通过切削液渗人切屑、工件与刀具的接触面后粘附在金属表面上，形成润滑膜而产生的，这种润滑膜减小了切屑与前刀面和工件与后刀面的摩擦系数，减轻粘结现象和抑制积屑瘤，从而减少工件的表面粗糙度值，提高刀具的耐用度。在金属切削加工中，大多数摩擦属于边界润滑摩擦。在边界润滑中，由于不存在完全的油膜，其承载能力已与
油的粘度无关，而取决于润滑液的油性，即润滑成分
１）实验结果非离子表面活性剂Ｈ对润滑性能的影响如表１和
图１图２所示。、
２）结果及理论分析从图１图２可以看出，当非离子表面活性剂Ｈ的含量小于５％时，水基切削液的最大无卡咬负荷值随着非离子表面活性剂Ｈ含量的增大而显著提高；摩擦系数则随着非离子表面活性剂Ｈ含量的增大而降低。说明润滑性能随着非离子表面活性剂Ｈ含量

TiO2纳米流体热传输及摩擦学行为研究

TiO2纳米流体热传输及摩擦学行为研究摘要：本研究通过探究TiO2纳米流体的热传输和摩擦学行为，为研究纳米流体的性质提供了新的思路。

首先，我们通过制备TiO2纳米流体并进行实验测量，得出其热导率和黏度。

随后，我们对TiO2纳米流体在纳米尺度下的润滑性能进行了研究。

结果表明，TiO2纳米流体具有较高的热导率和流动性能，在纳米尺度下具有很好的润滑性能。

本研究结果可以为纳米流体在热传输和摩擦学方面的应用提供有价值的参考。

关键词：TiO2纳米流体、热传输、摩擦学、润滑性能、热导率、流动性能TiO2纳米流体热传输及摩擦学行为研究一、前言随着纳米科技的不断发展，纳米材料及其在纳米流体中的应用受到了越来越多的关注。

纳米流体具有许多独特的性质，例如较高的热导率、较低的黏度和较好的润滑性能等，使得其在许多领域具有巨大的应用潜力。

其中，TiO2纳米流体作为一种新型材料，在热传输和摩擦学方面的应用也备受关注。

因此，本研究对TiO2纳米流体的热传输和摩擦学行为进行了深入探究，以期为其应用提供更为有效的理论支持。

二、实验方法1. 实验制备本实验采用阳离子表面活性剂当做分散剂，通过水相合成法制备了不同浓度的TiO2纳米流体，分别为1wt%、2wt%、3wt%、4wt%和5wt%。

制备流程如下：将1wt%至5wt%的TiO2粉末分别加入固定体积（100mL）的去离子水中，加入一定浓度的阳离子表面活性剂（CTAB），在磁力搅拌器上不断搅拌2h，再通过超声波处理1h，使其分散均匀，得到不同浓度的TiO2纳米流体。

2. 实验测量（1）热导率测量采用热耦合法测量不同浓度TiO2纳米流体的热导率。

将TiO2纳米流体注入测试装置中，测试装置为两个圆柱体，其中一个圆柱体作为加热体，另一个圆柱体作为测温体，在加热体上升高温度梯度的情况下，测量测温体上的温度梯度，并得出样品的热导率。

（2）黏度测量采用旋转粘度计测量不同浓度TiO2纳米流体的黏度。

纳米生物润滑剂微量润滑磨削性能研究进展

第52卷第12期表面技术2023年12月SURFACE TECHNOLOGY·1·专题——多场赋能清洁切削/磨削纳米生物润滑剂微量润滑磨削性能研究进展宋宇翔1，许芝令2，李长河1*，周宗明3，刘波4，张彦彬5，Yusuf Suleiman Dambatta1,6，王大中7（1.青岛理工大学机械与汽车工程学院，山东青岛 266520；2.青岛海空压力容器有限公司，山东青岛 266520；3.汉能（青岛）润滑科技有限公司，山东青岛 266100；4.四川新航钛科技有限公司，四川什邡 618400；5.香港理工大学超精密加工技术国家重点实验室，香港 999077；6.艾哈迈杜·贝洛大学机械工程学院，扎里亚 810106；7.上海工程技术大学航空运输学院，上海 200240）摘要：微量润滑是针对浇注式和干磨削技术缺陷的理想替代方案，为了满足高温高压边界条件下磨削区抗磨减摩与强化换热需求，进行了纳米生物润滑剂作为微量润滑的雾化介质探索性研究。

然而，由于纳米生物润滑剂的理化特性与磨削性能之间映射关系尚不清晰，纳米生物润滑剂作为冷却润滑介质在磨削中的应用仍然面临着严峻的挑战。

为解决上述需求，本文基于摩擦学、传热学和工件表面完整性对纳米生物润滑剂的磨削性能进行综合性评估。

首先，从基液和纳米添加相的角度阐述了纳米生物润滑剂的理化特性。

其次，结合纳米生物润滑剂独特的成膜和传热能力，分析了纳米生物润滑剂优异的磨削性能。

结果表明，纳米生物润滑剂优异的传热和极压成膜性能显著改善了磨削区的极端摩擦条件，相比于传统微量润滑，表面粗糙度值（Ra）可降低约10%~22.4%。

进一步地，阐明了多场赋能调控策略下，磨削区纳米生物润滑剂浸润与热传递增效机制。

最后，针对纳米生物润滑剂的工程和科学瓶颈提出了展望，为纳米生物润滑剂的工业应用和科学研究提供理论指导和技术支持。

关键词：磨削；微量润滑；纳米生物润滑剂；多场赋能；表面完整性；理化特性中图分类号：TG580.6 文献标识码：A 文章编号：1001-3660(2023)12-0001-19DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2023.12.001Research Progress on the Grinding Performance of NanobiolubricantMinimum Quantity LubricationSONG Yu-xiang1, XU Zhi-ling2, LI Chang-he1*, ZHOU Zong-ming3, LIU Bo4,ZHANG Yan-bin5, DAMBATTA Y S1, WANG Da-zhong7收稿日期：2022-11-03；修订日期：2023-05-19Received：2022-11-03；Revised：2023-05-19基金项目：国家自然科学基金（52105457，51975305）；山东省科技型中小企业创新能力提升工程（2021TSGC1368）；青岛市科技成果转化专项园区培育计划（23-1-5-yqpy-17-qy）；泰山学者工程专项经费（tsqn202211179）；山东省青年科技人才托举工程（SDAST2021qt12）；山东省自然科学基金（ZR2023QE057，ZR2022QE028，ZR2021QE116，ZR2020KE027）Fund：The National Natural Science Foundation of China (52105457, 51975305); The Science and Technology SMEs Innovation Capacity Improvement Project of Shandong Province (2021TSGC1368); Qingdao Science and Technology Achievement Transformation Special Park Cultivation Programme (23-1-5-yqpy-17-qy); The Special Fund of Taishan Scholars Project (tsqn202211179); The Youth Talent Promotion Project in Shandong (SDAST2021qt12); The Natural Science Foundation of Shandong Province (ZR2023QE057, ZR2022QE028, ZR2021QE116, ZR2020KE027)引文格式：宋宇翔, 许芝令, 李长河, 等. 纳米生物润滑剂微量润滑磨削性能研究进展[J]. 表面技术, 2023, 52(12): 1-19.SONG Yu-xiang, XU Zhi-ling, LI Chang-he, et al. Research Progress on the Grinding Performance of Nanobiolubricant Minimum Quantity Lubrication[J]. Surface Technology, 2023, 52(12): 1-19.*通信作者（Corresponding author）·2·表面技术 2023年12月(1. School of Mechanical and Automotive Engineering, Qingdao University of Technology, Shandong Qingdao, 266520, China;2. Qingdao Haikong Pressure Vessel Sales Co., Ltd., Shandong Qingdao, 266520, China;3. Hanergy (Qingdao) LubricationTechnology Co. Ltd., Shandong Qingdao, 266100, China; 4. Sichuan New Aviation Ta Technology Co., Ltd., Sichuan Shifang 618400, China; 5. State Key Laboratory of Ultra-precision Machining Technology, Hong Kong Polytechnic University, Hong Kong, China, 999077, China; 6. Mechanical Engineering Department, Ahmadu Bello University, Zaria, 810211, China;7. School of Air Transportation, Shanghai University of Engineering Science, Shanghai, 201620, China)ABSTRACT: The negative impact of traditional mineral oil based grinding fluids on environmental protection, human health and manufacturing costs can hardly meet the development needs of green manufacturing. Minimum quantity lubrication (MQL) atomizes a small amount of biodegradable biolubricants with compressed air to form micro droplets to providing lubrication and anti-wear effects, which is an ideal alternative to flooding and dry grinding technology defects. In order to meet the requirements of anti-wear and friction reduction and enhanced heat transfer in the grinding zone under high temperature and high pressure boundary conditions, nanobiolubricants have been widely investigated as atomised media for minimum quantity lubrication.However, the application of nanobiolubricants as cooling and lubrication media in grinding still faces serious challenges due to the unclear mapping relationship between the physicochemical properties of nanobiolubricants and grinding performance. This is due to the fact that the mechanisms of action of nanoparticles on lubricants is a result of multiple coupling factors.Nanoparticles will not only improve the heat transfer and tribological properties of biological lubricants, but also increase their viscosity. However, the coupling mechanisms between the two factors are often be overlooked. In addition, as a cooling and lubrication medium, the compatibility between nanobiolubricants with different physical and chemical properties and workpiece materials also needs to be further summarized and evaluated. To address these needs, this paper presents a comprehensive assessment of the grinding performance of nanobiolubricants based on tribology, heat transfer and workpiece surface integrity.Firstly, the physicochemical properties of nanobiolubricants were described from the perspectives of base fluids and nano additive phase. And factors which influenced thermophysical properties of nanobiolubricants were analysed. Secondly, the excellent grinding performance of the nanobiolubricants was analysed in relation to their unique film-forming and heat transfer capabilities. Coolingand lubrication mechanism of nanobiolubricants in grinding process was revealed. The results showed that nanobiolubricants can be used as a high-performance cooling lubricant under the trend of reducing the supply of grinding fluids.The excellent heat transfer and extreme pressure film-forming properties of nanobiolubricants significantly improved the extreme friction conditions in the grinding zone, and the surface roughness values (Ra) could be reduced by about 10%-22.4%, grinding temperatures could be reduced by about 13%-36% compared with the traditional minimum quantity lubrication.Furtherly, the multi-field endowment modulation strategy was investigated to elucidate the mechanism of nanobiolubricant infiltration and heat transfer enhancement in the multi-field endowed grinding zone. Multiple fields such as magnetic and ultrasonic fields have improved the wetting performance of nanobiolubricant droplets, effectively avoiding the thermal damage and enabling the replacement of flood lubrication. In the grinding of hard and brittle materials, ultrasonic energy not only enhances the penetration of the grinding fluid through the pumping effect, but also reduces the brittle fracture of the material, and the surface roughness value (Ra) can be reduced by about 10%-15.7% compared with the traditional minimum quantity lubrication. Finally, an outlook for engineering and scientific bottleneck of nanobiolubricants was presented to provide theoretical guidance and technical support for the industrial application and scientific research of nanobiolubricants.KEY WORDS: grinding; minimum quantity lubrication; nanobiolubricants; multi-field empowerment; surface integrit;physicochemical property磨削作为机械加工中的一项关键技术，是保证表面完整性所必需的精密加工方法[1]。

S掺杂改性TiO_2光催化剂的研究_刘健梅

非金属元素掺杂改性不破坏或很少破坏 TiO2 的紫外吸收，并能使其在可见光区产生强烈的光吸收。S 与非金属元素之间的共掺杂可以产生协同作用［35-37］，在可见光区下产生有效激发。Li 等［38］用溶胶-凝胶法制备了 S、N 共掺杂的 TiO2 ，实验表明经掺杂后的样品在紫外光区和可见光区有强烈的吸收峰，其催化活性是 P25 的 3 倍。Ohno 等［39］制备了 C4+ 和 S4+ 共掺杂的 TiO2 ，研究发现 C4+ 和 S4+ 均进入到 TiO2 晶格中，使得 TiO2 的吸收带边发生了较大的红移并表现出很高的光催化效率。魏凤玉等［40］采用水热法制备了硼硫共掺杂的 TiO2 光催化剂（ B-S-TiO2 ），掺杂的 B 以 B3+ 进入晶格中，不仅使得 TiO2 的带隙能窄化引起对可见光的响应，而且固溶于晶隙中的 B3+ 引起了晶格畸变，从而产生表面氧缺陷，提高了光催化活性。
4 S 及其它两种元素共掺杂 TiO2 光催化剂
由于掺入 TiO2 的各元素之间有协同作用，这就促
使掺杂改性 TiO2 的研究向着多元素掺杂进行。目前研究较多的是三元素共掺杂 TiO2 光催化剂，报道中三元素共掺杂比二元素共掺杂获得的光催化剂具有更高的光催化活性。程修文［41］采用溶胶-凝胶法，以硫酸亚铁铵为掺杂剂同步合成了 Fe、N、S 共掺杂改性的 TiO2 光催化剂（ Fe-N-S-TiO2 ），其中 N 取代了 TiO2 中的部分晶格氧，Fe3+ 、S6+ 同时取代了晶格金属 Ti4+ ，从而在 TiO2 带隙间产生了杂质能级，使禁带宽度变窄，带隙能降低，可见光吸收能力增强，进而提高了光催化活性。庞邦永等［42］利用溶胶-凝胶法制得了 Gd-Fe-STiO2 / CF 光催化剂，结果表明 Gd、Fe、S 元素共掺 TiO2