近幾年來 ，隨著納米科技的飛速發展，納米潤滑添加劑的潤滑優異性能日益引起人們的關注。納米材料在摩擦表面能形成一層摩擦系數較低的薄膜，對摩擦表面進行一定程度的填補和修復。納米粒子尺寸較小，可以認為近似球形 ，可像鵝卵石一樣自由滾動，起到微軸承作用；還能對摩擦表面進行拋光和強化作用，并支撐負荷，使承載能力提高，摩擦系數 降低。另外，納米微粒具有較高的擴散能力和自擴散能力，容易在金屬表面形成具有極佳抗磨性能的滲透層或擴散層，表現出原位摩擦化學原理。因此，納米潤滑添加劑具有突出的抗極壓性能、優異的抗磨性和較好的潤滑性能，適合在重載、低速、高溫下工作翻；同時，它又不同于一般的固體潤滑材料，向油脂中加入很少的納米添加劑，就能大大提高材料的性能。納米顆粒在潤滑油脂中的用量很小，同時有機一無機復合納米顆粒添加劑中由 c、H、O組成的有機修飾劑分子對環境潛在的負面影響極小，因此納米材料作為潤滑添加劑還具有環境友好的特性。

納米二氧化硅（VK-SP15,VK-SP30,VK-SP50）作為一種常用的納米材料，可以作為稠化劑添加到基礎油中，制得的潤滑脂滴點高，具有良好的高溫I生能 ；同時它還可以作為添加劑加入油脂中來改善產品的極壓抗磨性能。可以預測，納米二氧化硅（VK-SP15,VK-SP30,VK-SP50）在潤滑劑中的應用將大大改善潤滑劑的綜合性能。本文就納米二氧化硅（VK-SP15,VK-SP30,VK-SP50）在潤滑劑中的應用研究現狀進行了綜述，并對在潤滑劑中的納米潤滑材料的研究與開發提出了自己的見解和看法。

 

1.納米二氧化硅（VK-SP15,VK-SP30,VK-SP50）的表面結構。 

通過紅外光譜研究發現，納米二氧化硅（VK-SP15,VK-SP30,VK-SP50）表面含有硅氧烷基，孤立未受干擾的 自由羥基和形成氫鍵的羥基。由于表面羥基的存在，故顯示出很強的吸水性。納米二氧化硅（VK-SP15,VK-SP30,VK-SP50）表面結構中的Si—O活性與其所處的位置有關，處于結構中心的 Si—O鍵具有極性，結合能力大；處于微粒表面的 Si—O鍵活性大，能與其他分子發生力的結合作用。納米二氧化硅表面的 Si—OH基團具有很強的活性，易于與其周圍離子發生鍵合作用。將納米二氧化硅作為稠化劑使用時，其稠化能力與它的粒徑大小有關。粒徑越小，比表面積越大，稠化能力越強，用量也越少。

 

2 納米二氧化硅（VK-SP15,VK-SP30,VK-SP50）的稠化性能 

稠化劑是潤滑脂中的重要組分，它能使基礎油被吸附和固定在骨架結構中形成具有穩定結構的潤滑脂。納米二氧化硅（VK-SP15,VK-SP30,VK-SP50）作為一種無機稠化劑本身不熔化，所制得的潤滑脂滴點高，具有良好的高溫潤滑性能和氧化穩定性，由于它具有較大的比表面積，稠化能力很強，是制造高溫潤滑脂理想的稠化劑。但由于表面羥基的存在，這種潤滑脂的抗水性能較差，易硬化，高溫條件下容易失去流動性，經適當的表面處理后能減少甚至避免這些弱點，MillerD．G發現用納米二氧化硅（VK-SP15,VK-SP30,VK-SP50）作為無機稠化劑制備得到的潤滑脂在230~C下700小時后仍然能保持流動性。

選用出粒徑20～40nm （VK-SP15,VK-SP30,VK-SP50）的納米二氧化硅粉體，并將其作為稠化劑以不同的比例加入到150BS礦物基礎油和甲基硅油中，所得到的潤滑脂滴點都大于240~C，他們還加入極壓劑和抗磨劑制成了潤滑脂。實驗結果表明，用未經改性處理的納米二氧化硅（VK-SP15,VK-SP30,VK-SP50）稠化甲基硅油制備的潤滑脂具有良好的抗水性能，而用其稠化礦物油制得的潤滑脂抗水性能稍差；用經表面改性后的納米二氧化硅稠化制得的潤滑脂抗水性能有所提高。

趙永鎮等用含硅的 Si一5稠化劑制得了HZ一8605高溫潤滑脂，其滴點不低于250~C。他們使用了S₂₆的表面活性劑，添加了結構改善劑T₂₃，使si一5稠化劑與礦物油很好地結合。

 

3.SiO2直接作 為潤滑添加劑使用 

由于納米材料具有比表面積大、高擴散性、易燒結性、熔點降低等特性，將納米材料作為添加劑不但可以在摩擦表面形成一層易剪切的薄膜，降低摩擦系數，而且可以對摩擦表面進行一定程度的填補和修復，起到抗磨作用。

王李波等將納米SiO2、納米LaF3及納米Ni等三類納米微粒作為添加劑加入鋰基脂中，通過研究對鋼一鋼摩擦副摩擦磨損性能的影響發現，不同納米微粒作為潤滑脂添加劑的作用機理不同，納米SiO2和納米 LaF3在鋼球磨損表面形成厚度適中、分布較均勻的邊界潤滑膜來改善潤滑脂的摩擦學性能；而納米Ni在鋼球磨損表面形成 的是相對較厚且分布不均勻的潤滑膜，故其減摩抗磨效果相對較差。

霍玉秋等又以醇鹽水解沉淀法制備了40nm左右的二氧化硅粒子(VK-SP30)；用四球摩擦試驗機測定了納米SiO2（VK-SP30）作為潤滑油添加劑的摩擦性能，并利用 SEM照片觀察磨斑表面形貌 ，探討了納米 SiO：的抗磨機理。研究結果表明，由于納米SiO2（VK-SP15,VK-SP30,VK-SP50）表面含有大量的羥基，可以在摩擦副間形成吸附薄膜，從而提高了潤滑油的耐磨性，起到保護固體表面的作用。添加納米SiO2到基礎油中，能顯著提高其承載能力和抗磨性能；同時納米SiO2的添加量有一個最佳值，超過該最佳值時潤滑油的抗磨性能將下降。

孫玉秋等將粒度小于 300nm的二氧化硅加入鋰基基礎脂中，試驗表明二氧化硅具有良好的承載能力，在給定的試驗條件下，當其添加量為 1．5％時，可以使鋰基基礎脂的承載能力提高40％以上，燒結負荷提高90％以上。在摩擦過程中的長磨磨斑直徑變小，抗磨性得到提高。

 

4.展望

隨著近年來微觀摩擦學 、薄膜潤滑理論 、邊界潤滑理論等的研究的深入發展 ，納米微粒作為潤滑材料的應用必將更加廣泛。通過化學修飾等方法制備的納米潤滑添加劑能有效地提高潤滑劑的摩擦學性能。但納米粒子的粒徑很小，容易形成二次粒子。因此 ，通過各種表面修飾和表面處理，改善納米粒子表面結構狀態，降低粒子間的相互吸引，從而避免納米粒子的團聚將成為以后研究和制備納米潤滑材料的重要課題。由于潤滑油脂在使用和后處理過程 中難免對環境造成一定的污染，開發添加量少且易于生物降解的材料，對于降低成本和減少污染都有重要的意義，因此可以預測，具有“自修復”功能的環境友好潤滑劑將成為日后研究和開發的重點。