專利名稱：一種納米級潤滑油添加劑及其應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種新型納米材料，特別是涉及一種用于制備納米級潤滑 油添加劑的新型納米材料，本發(fā)明還涉及該納米材料的應用。技術背景摩擦磨損是摩擦副中存在的必然現(xiàn)象，摩擦損失了世界約三分之一的 一次能源，磨損則是造成材料與設備破壞和失效的三種最主要的形式之一。潤滑油的作用 是防止接觸件在相互運動時發(fā)生表面粗糙體的接觸。但由于摩擦運動過程中環(huán)境因素變化 (如溫度、壓力等)對液體的物理性質影響很大，難以在摩擦面上維持液膜的承載能力，從 而使粗糙表面微突體接觸，磨擦面的摩擦系數(shù)增加，使金屬表面產(chǎn)生磨損。為了彌補液體潤 滑油的缺陷，通常采用添加潤滑劑的方法提高潤滑油的潤滑性能和抗磨性能。如添加多種 有機或無機混合物、液態(tài)或者固態(tài)的添加劑，它能夠通過物理、化學吸附或化學反應等形成 一層固液膜，提高其承載能力，降低磨擦面的摩擦系數(shù)。然而，傳統(tǒng)的潤滑油添加劑雖能改 善摩擦，但也會產(chǎn)生一些副作用，如由于化合物性能不穩(wěn)定，在使用過程中遇水產(chǎn)生酸，摩 擦表面環(huán)境和條件超出化合物的允許范圍，化合物可能產(chǎn)生化學變化，形成對潤滑不利的 物質，破壞潤滑。層片狀結構的固體潤滑劑1)(2在金屬表面易產(chǎn)生堆積，造成摩擦增大，而 且在高溫下容易氧化，喪失易剪切潤滑的層狀結構。以MA2為例，由于其晶體邊緣的不飽和 懸掛鍵具有很大的化學活性，在摩擦過程中容易被粘附到金屬表面或者被氧化，導致摩擦 學性能急劇下降，這種現(xiàn)象在潮濕氣氛中尤為突出。因此在真空潤滑以及電接觸潤滑領域 中無法使用，也不能滿足目前高技術和高選擇性的需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種納米級潤滑油添加劑，本發(fā)明的另一個目 的是該添加劑的應用，主要是為了解決傳統(tǒng)潤滑油添加劑存在的性能不穩(wěn)定，摩擦表面環(huán) 境和條件受限制，易形成對潤滑不利的物質破壞潤滑，而層片狀結構的固體潤滑劑會在金 屬表面產(chǎn)生堆積，造成摩擦增大，且在高溫下易氧化的問題。從而提高潤滑油(脂)的性能、 減小部件摩擦磨損，延長部件使用壽命，降低使用成本、減少潤滑產(chǎn)品對環(huán)境帶來的危害， 拓寬目前潤滑油脂的應用領域，滿足目前高技術和高選擇性的需求。本發(fā)明是以純金屬鈮粉(Nb)和硒粉(Se)為原材料，采用固相反應法經(jīng)混合球磨、 壓片、煅燒工藝制備出平均直徑低于50nm的Nbk2納米材料，將該納米材料作為潤滑油添 加劑添加到工業(yè)潤滑基礎油中，經(jīng)過超聲分散，可得到一種具有抗載荷和自修復性能好的 工業(yè)潤滑油。本發(fā)明由于采取鈮粉和硒粉制備的納米材料是由極細晶粒組成，尺寸在納米量級 (1 IOOnm)的粒子，材料精細化后，由于極細的晶粒，大量處于晶界和晶粒內(nèi)缺陷的中心 原子及其納米材料本身具有量子尺寸效應、小尺寸效應、表面界面效應、宏觀量子效應以及 低熔點等特性，在摩擦表面以納米顆?；蛘呒{米膜的形式存在，使其在潤滑與磨擦學方面 具有特殊的降摩減磨及相當高的承載能力。并具極高的擴散能力和自擴散能力(比體相材 料高十幾個數(shù)量級)，極易在金屬表面形成具有極佳抗磨性能的滲透層和擴散層，充分表現(xiàn) 出“原位摩擦化學效應”。研究表明納米粒子作潤滑油添加劑能明顯提高基礎油的摩擦學性 能，該納米材料即納米級潤滑油添加劑的這一性能，在解決在抗磨(AW)和極壓(EP)添加劑 分子設計長期依賴P、Cl等活性元素的狀況，在解決對機體金屬造成的腐蝕和帶來的環(huán)境問題方面展示了美好的應用前景。本發(fā)明的另一突出特點是NbSe2在真空中的蒸發(fā)率小， 并具有良好的耐熱性，高溫下不易氧化，可以作為真空潤滑劑和電接觸潤滑材料。本發(fā)明的 納米級潤滑油添加劑可應用到工業(yè)基礎油中，使其具有更為優(yōu)異的耐高溫、耐腐蝕的使用 性能，可以顯著降低摩擦，減輕機器的腐蝕，對于設備或零部件具有無污染的原位動態(tài)保護 與修復作用，有效提高機器、設備或零部件的使用壽命，解決因摩擦磨損、潤滑養(yǎng)護或維修 引起的各種難題?？朔藗鹘y(tǒng)潤滑油添加劑所存在的不穩(wěn)定等缺陷。還具有材料新組分少、 制備工藝簡單、成本低產(chǎn)率高、既經(jīng)濟又實用、適宜推廣應用等優(yōu)點。
具體實施例方式本發(fā)明的納米級潤滑油添加劑是以高純金屬鈮粉(Nb)和硒粉 (Se)為原材料，按鈮粉與硒粉所占比例為摩爾比1 3混合，在氬氣保護下裝入球磨機中， 在行星式高能球磨機中混合球磨10h，取出混合粉末，在萬能壓片機上90N壓力下壓成直徑 為8mm的扁圓柱狀壓片，然后放入CVD管式爐中，在氬氣保護下，以15°C /min的升溫速率進 行煅燒，升溫至700°C，保溫池，得到平均直徑低于50nm的灰黑色Nbk2納米粉末即本發(fā)明 的納米級潤滑油添加劑。將本發(fā)明5%，微乳化表面活性劑10%、工業(yè)基礎油85%混合，經(jīng)過超聲分散5h， 最后得到均勻穩(wěn)定的含有納米級添加劑的工業(yè)潤滑油。經(jīng)實驗表明本發(fā)明的納米級潤滑 油添加劑在工業(yè)潤滑油的應用，對潤滑養(yǎng)護機器設備、減輕機械腐蝕、降低機械摩擦磨損、 設備原位動態(tài)保護與修復、有效提高機器設備或零部件的使用壽命以及真空潤滑、電接觸 潤滑方面具有良好的應用效果。
權利要求
1.一種納米級潤滑油添加劑，其特征在于該添加劑是以純鈮粉和硒粉為原材料，采 用固相反應法經(jīng)混合球磨、壓片、煅燒工藝制備出平均直徑低于50nm的Nbk2納米材料。
2.根據(jù)權利要求1所述的納米級潤滑油添加劑，其特征在于混合球磨是將鈮粉和硒 粉按摩爾比1 3混合，在氬氣保護下裝入球磨機，在行星式高能球磨機中混合球磨10h。
3.根據(jù)權利要求1所述的納米級潤滑油添加劑，其特征在于所述的壓片是在萬能壓 片機上90N壓力下壓成直徑為8mm的扁圓柱狀壓片。
4.根據(jù)權利要求1所述的納米級潤滑油添加劑，其特征在于所述的煅燒是將壓片放 入CVD管式爐中，在氬氣保護下，以15°C /min的升溫速率，升溫至700°C，保溫濁，得到灰黑 色Nbk2納米粉末即為本發(fā)明的添加劑。
5.根據(jù)權利要求1所述的納米級潤滑油添加劑，其特征在于該添加劑可在潤滑養(yǎng)護 機器設備、減輕機械摩擦磨損、降低機器設備或零部件的腐蝕、設備原位動態(tài)保護與修復以 及真空潤滑、電接觸潤滑方面的應用。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種納米級潤滑油添加劑及其應用，該添加劑是以純鈮粉和硒粉為原料，采用固相反應法經(jīng)混合球磨、壓片、煅燒工藝制得NbSe2納米材料。NbSe2在真空中的蒸發(fā)率小，具有良好的耐熱性，可作為真空潤滑和電接觸潤滑材料。將該納米材料作為潤滑油添加劑，經(jīng)過超聲分散，得到一種具有穩(wěn)定性好、抗載荷和自修復性強的工業(yè)潤滑油。該添加劑可應用到各種工業(yè)潤滑油中，具有優(yōu)異的耐高溫、耐腐蝕的使用性能，顯著降低摩擦，減輕機器的腐蝕，對于設備或零部件具有無污染的原位動態(tài)保護與修復作用，有效延長機器、設備或零部件的使用壽命，還具有材料新組分少、制備工藝簡單、成本低產(chǎn)率高、既經(jīng)濟又實用、適宜推廣應用等優(yōu)點。
文檔編號C10N30/12GK102093924SQ20091021804
公開日2011年6月15日 申請日期2009年12月9日 優(yōu)先權日2009年12月9日
發(fā)明者劉艷清, 張永軍, 李丹, 楊景海, 楊男男, 高銘 申請人:吉林師范大學