Синтез, физико-химические и трибологические свойства наночастиц трисульфида молибдена

• Автор: Суслов, Андрей Юрьевич
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 138 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Список использованных сокращений

Введение

ГЛАВА I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1. Смазочные материалы и добавки к ним

1.1. Процессы трения

1.1.1. Поверхностные слои при трении

1.1.2. Методология изучения химических процессов

на поверхности трения

1.2. Антиокислительная стабильность масел

1.3. Моющие присадки

1.4. Молибденсодержащие присадки к маслам
2. Наночастицы и химия смазочных материалов
2.1. Методы синтеза наночастиц
2.2. Методы исследования наночастиц
2.3. Неорганические наноразмерные частицы как
присадки к маслам
2.4. Наночастицы сульфидов металлов
3. Выводы из литературного обзора
ГЛАВА II. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
1. Исходные вещества
2. Выбор условий для получения микроэмульсий с
водными растворами солей молибденовой кислоты
3. Получение наночастиц
4. Методы анализа
4.1. Оптическая спектроскопия
4.2. Элементный анализ
4.3. Малоугловое рассеяние рентгеновских лучей БАХЗ
4.4. Протонный магнитный резонанс
4.5. Сканирующая силовая микроскопия
4.6. Сканирующая электронная микроскопия
5. Влияние параметра
5.1. Влияние на размер частиц X
5.2. Влияние на УФспектр
6. Исследование свойств наночастиц как добавок
к смазочным материалам
6.1. Антиокислительные свойства
6.1.1. Накопление гидропероксидов
6.1.2. Разложение гидропероксидов
6.1.3. Окисление вазелинового масла методом ДТА
6.2. Исследование трибологических свойств
6.2.1. Трибометр V
6.2.2. Трибометр
6.2.3. Электрофизическое зондирование
ГЛАВА III. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
1. Синтез наночастиц
1.1. Получение микроэмульсий солей молибденовой кислоты
с использованием ПАВ различной природы
1.1.1. Микроэмульсии образованные неионогенными ПАВ
1.1.2. Микроэмульсии образованные анионными ПАВ
1 Микроэмульсии образованные катионными ПАВ
1.2. Реакция замещения кислорода на серу в
условиях микроэмульсии
1.3. Модифицирование наночастиц
2. Характеристика наночастиц сульфида молибдена физикохимическими методами
2.1. Элементный анализ
2.2. Определение размера частиц Мо
2.2.1. Метод ССМ
2.2.2. Метод БАХ8
2.2.3. Метод СЭМ
2.3. ИКспектральнос исследование
2.4. ПМРспектральное исследование
2.5. Влияние параметра XV на размер образующихся
наночастиц Мо
2.5.1. Зависимость размера частиц от по данным 8АХ8
2.5.2. УФспектральная характеристика влияния XV на
размер частиц
3. Антиокислительные свойства нано Мо.
3.1. Влияние наночастиц на накопление гидропероксидов
3.2. Влияние наночастиц на разложение гидропероксидов
3.3. Влияние наночастиц на термоокислительную
стабильность вазелинового масла
4. Трибологические свойства
4.1. Зависимость коэффициента трения от нагрузки
4.2. Зависимость коэффициента трения от температуры
4.3. Изучение трибофизических свойств методом
электрофизического зондирования
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Коэффициент трения при этом имеет значение порядка 0,1. Сухое трение имеет место при полном отсутствии смазки между трущимися поверхностями. При этом наблюдается значительный износ, а коэффициент трения может достигать величины 0,2 и выше. В большинстве случаев реальные узлы трения работают в граничном или смешанном гидродинамическом и граничном режиме трения. Роль смазки при этом, как правило, состоит в увеличении доли гидродинамического режима и предотвращении сухого трения. Смазывающее действие масел определяется адсорбцией их поверхностноактивных компонентов на активных центрах металлической поверхности. Адсорбционные пленки расклинивают поверхности трения за счет ориентации молекул перпендикулярно к ним и создают противодавление в масляном слое 4, 5. При относительно низких удельных давлениях контакт между трущимися поверхностями осуществляется по вершинам неровностей и площадь истинного контакта поверхностей трения мала по сравнению с видимой площадью их соприкосновения. При повышении нагрузки за счет пластической деформации металла увеличивается число контактируемых микровыступов, и, соответственно, общее число очагов микросхватывания поверхностей 4. При ужесточении условий трения в местах соприкосновения микровыступов появляются микроучастки обнаженного ювенильного металла, которые в результате контакта друг с другом образуют прочные мостики холодной сварки. В процессе скольжения места контактов трущихся поверхностей непрерывно меняются, и происходит непрерывное образование и разрушение мостиков сварки. Это проявляется в виде роста коэффициента трения, и сопровождается интенсивным ростом температуры в точках контакта 6. Все это в итоге приводит к облегчению микросхватывания поверхностей трения. Процесс приобретает усиливающийся, лавинообразный характер. Микроучастки схватывания поверхностей трения расширяются, и тогда наблюдается макропроцесс, называемый заеданием поверхностей трения. Заедание сопровождается резким скачкообразным повышением износа и коэффициента трения, а также значительным выделением тепла 4. Для снижения трения и защиты поверхностей от интенсивного износа при высоких удельных нагрузках смазывающей способности базовых масел недостаточно, и поэтому приходится применять специальные химически активные соединения присадки, которые создают на трущихся поверхностях прочные граничные пленки. Если поверхностноактивные компоненты масел, в основном, лишь адсорбируются на металле, то противоизносные присадки, вводимые в масла, могут химически взаимодействовать с трущимися поверхностями, образуя более прочные граничные пленки. В конце х годов в США, а позднее и в Европе, в связи с энергетическим кризисом нефтяные и автомобилестроительные компании начали интенсивно разрабатывать моторные и трансмиссионные масла, которые способны уменьшать потерю энергии на трение и приводить тем самым к экономии топлива. В автомобилях общие потери энергии на механическое трение составляют порядка 8 от всей энергии, вырабатываемой в двигателе при сжигании бензина. Причем из этих потерь потери на трение в паре цилиндр поршневые кольца. Основной способ уменьшения трения опятьтаки использование присадок. Эти присадки получили название модификаторы трения, а масла, в которых они используются топливо или энергосберегающие. Мслой на базовом металле в случае протекания прямых реакций взаимодействия присадок с поверхностью 6, 8. Свойства Аслоев. Физическая адсорбция Аслой обусловлена силами ВандерВаальса. Ее особенностью является экспоненциальное снижение силы взаимодействия с ростом расстояния между молекулами. Наиболее активными адсорбатами являются поверхностноактивные вещества ПАВ, молекулы которых ориентируются перпендикулярно к поверхности тврдого тела, образуя щтку рис. Рис. Молекулы этого слоя могут перемещаться по поверхности из областей с большей их концентрацией в области с меньшей концентрацией. При увеличении температуры движение молекул усиливается, наблюдается отрыв молекул от поверхности и разрушение адсорбированных слоев.