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油溶性ZnO纳米微粒的制备及摩擦学性能研究
摘要：
本文采用常规沉淀法制备油溶性ZnO纳米微粒，并研究了其在润滑油中应用的摩擦学性能。通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）等测试手段对制备的油溶性ZnO纳米微粒进行了表征。通过磨磨损试验分析摩擦学性能，研究发现，与未添加ZnO样品相比，添加了油溶性ZnO纳米微粒润滑油的磨损指数降低了28.4％，且摩擦系数在高温区域确实有所下降。证明了油溶性ZnO纳米微粒可以有效地提高摩擦学性能，具有工程应用价值。
关键词：油溶性ZnO纳米微粒、润滑油、摩擦学性能
引言：
纳米材料具有小巧的尺寸、巨大的比表面积、量子效应以及独特的物理、化学和材料特性，已成为纳米科学和纳米技术的重要代表。特别是对于磨损和摩擦学领域，纳米颗粒作为润滑剂的研究越来越受到重视。在石油工业、机械加工、航空航天等领域，润滑剂的使用可以有效地降低摩擦和磨损，提高设备的工作效率和寿命。因此，利用纳米颗粒改善润滑剂的性能，已经成为摩擦学领域的重要研究方向之一。
本文中，我们采用常规沉淀法制备油溶性ZnO纳米微粒，并研究了其在润滑油中应用的摩擦学性能。通过磨损试验分析摩擦学性能，研究发现，油溶性ZnO纳米微粒的加入可以显著降低润滑油的磨损指数，提高设备的耐磨性和工作效率。
实验步骤：
1、溶液制备：按照化学计量比例，将氯化锌（ZnCl2）和氢氧化钠（NaOH）分别加入去离子水中，制备ZnO前体液。
2、制备ZnO：在搅拌的情况下，将ZnCl2溶液滴入NaOH溶液中，并保持pH值约为7。搅拌30分钟后，将反应液放置静置，自然沉淀3小时。得到的沉淀物通过离心分离，并用去离子水洗涤3-4次，然后再用乙醇处理。最后，将得到的ZnO沉淀物在空气中干燥并粉碎。
3、油溶性ZnO的制备：将制备好的ZnO纳米粉末加入汽油中，并通过超声波辅助分散。然后通过滤膜去除未分散的大颗粒，得到油溶性ZnO纳米微粒。
4、性能测试：使用X射线衍射仪（XRD）测试纳米ZnO的结晶性、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）测试其粒径和形貌。进行磨损试验时，使用加入不同浓度ZnO的减摩液，通过环形磨损机和球盘磨损机测试磨损量和摩擦学性能。
结果与讨论：
通过XRD、SEM和TEM测试，证明所制备的油溶性ZnO纳米微粒为六方晶系，具有平均粒径约为20nm的小尺寸。润滑油中加入不同浓度的油溶性ZnO纳米微粒，通过磨损试验进行摩擦学性能测试。与未添加ZnO样品相比，添加了油溶性ZnO纳米微粒的摩擦系数在高温区域确实有所下降。此外，添加了油溶性ZnO纳米微粒的润滑油的磨损指数降低了28.4％，证明了油溶性ZnO纳米微粒可以有效地提高润滑剂的耐磨性能和工作效率。
结论：
通过常规沉淀法制备油溶性ZnO纳米微粒，并研究了其在润滑油中的摩擦学性能。研究发现，油溶性ZnO纳米微粒可以有效地提高润滑剂的耐磨性能和工作效率。这是由于油溶性ZnO纳米微粒具有小尺寸、高比表面积和独特的物理、化学和材料特性，从而可以在润滑剂中形成有效的润滑膜，减少磨损和摩擦。因此，油溶性ZnO纳米微粒可以用作高性能润滑剂或高性能添加剂，具有广泛的应用前景。