第十四届全国表面工程大会

纳米材料作为润滑油添加剂已经被广泛研究，相较而言，二维片层纳米添加剂具有更突出的减摩抗磨效果。目前润滑性能优异的纳米片有石墨类、水滑石、MoS₂等，但这些材料的制备工艺相对复杂，且成本昂贵，不适用于大规模工业应用。本工作发展了磷酸铜纳米片作为高性能润滑油纳米添加剂，由来源广泛的磷酸盐和铜盐通过一步法温和制备，无有机溶剂，不需要特殊环境或设备。在钛合金盘和GCr15球作为摩擦副往复摩擦时，磷酸铜纳米片添加量20 wt%的PAO摩擦系数比纯PAO降低了77%，磨痕降低将近100%，白光三维形貌轮廓仪未能检测出磨痕。通过XPS可知，摩擦过程中有一层含有TiO₂、磷酸铜等的油膜在表面形成，但当磷酸铜纳米片不参与润滑时，该油膜不能长久维持。通过对比发现，该油膜并不是减摩抗磨效果的关键因素，润滑机理主要是磷酸铜的纳米片结构可以进入摩擦副接触区保护摩擦面、避免摩擦表面直接接触，防止钛合金黏连，其片层之间的低剪切力实现了润滑增强。另一方面，磷酸铜纳米颗粒并没有表现出优异的减摩抗磨效果，也侧面证实了纳米片的润滑作用。通过与其他纳米材料润滑油添加剂相比，磷酸铜纳米片的减摩抗磨效果高于绝大多数纳米添加剂。
 

润滑；减摩抗磨；润滑油；纳米材料；添加剂