油酸修饰纳米有机Sn的制备及摩擦化学特性的研究(2)
2.2.2红外光谱仪 10
2.3 实验方法方框图 12
2.4 实验步骤 12
2.4.1 纳米有机锡的制备及实验装置 12
2.4.2纳米有机锡的摩擦磨损性能及与T202复配后的摩擦磨损性能的测定 13
3 实验结果与讨论 14
3.1 纳米有机锡的制备 14
3.1.1氯化亚锡与硼氢化钠的最佳配比确定 14
3.1.2反应时间对收率的影响 15
3.1.3反应温度对收率的影响 15
3.1.4反应最佳条件的确定 16
3.2纳米有机锡的红外光谱分析 17
3.3 测试纳米有机锡与T202复配后的摩擦特性 17
4 结论 21
参考文献 23
1 绪论
纳米摩擦学是在原子、分子尺度上研究相对运动界面上的摩擦磨损与润滑行为，从而揭示微观摩擦磨损机理，设计与制备出纳米尺度上的润滑剂及减摩耐磨材料的学科。它是随着纳米科学与技术的发展而派生出来的，是90年代以来摩擦学研究领域最活跃、也是材料科学与摩擦学交叉领域最前沿的课题。其推动力来源于高技术发展的需求，以及现代高分辨率测试技术的不断出现。高技术中的诸多摩擦学问题都对其抗磨、防护及润滑提出了更高的要求。纳米微粒的特殊结构，使其具有量子尺寸效应、宏观量子隧道效应、表面效应、体积效应等四大效应，从而具有传统材料所不具备的物理化学特性。近年来，国内外学者在纳米粒子作润滑油添加剂方面进行了一系列的研究工作[1-6]，涉及纳米粒子的摩擦学特性、摩擦学机理以及用于此方面的纳米粒子的制备和后处理。研究表明纳米粒子作润滑油添加剂能明显提高基础油的摩擦学性能以及有别于“传统”添加剂的摩擦学结论，具有很好的开发应用前景，从而在摩擦学研究中开辟了一个新的前沿领域。
1.1纳米材料的性质
纳米材料的小尺寸，使得纳米材料具有许多不同于其他材料的特殊性质。纳米材料是由尺寸介于原子、分子和宏观体系之间的纳米粒子所组成的新一代材料。由于其组成单元的尺度小，界面占用相当大的成分。因此，由纳米微粒构成的体系出现了不同于通常的宏观材料体系的许多特殊性质。纳米材料的性质具体表现在以下几个方面：
1.1.1表面效应
粒子直径减少到纳米级，不仅引起表面原子数的迅速增加而且纳米粒子的比表面积、表面能都会迅速增加。这主要是因为处于表面的原子数较多，表面原子的晶场环境和结合能与内部原子不同引起的[7]。众所周知，固体材料的表面原子与内部原子所处的环境是不同的。当材料粒径远大于原子直径时，表面原子可忽略；但当粒径逐渐接近于原子直径时，表面原子的数目及其作用就不能忽略，而且这时晶粒的表面积、表面能和表面结合能等都发生了很大的变化，人们把由此而引起的种种特异效应统称为表面效应。随着纳米晶粒的减小，表面原子百分数就会迅速增加，易与其他原子相结合而稳定下来，所以纳米晶粒减小的结果，导致其表面积、表面能及表面结合能都迅速增大，致使它表现出很高的化学活性，因此可以作为催化剂，用于催化分解有毒的无机物和有机物来处理废水和改善环境。
1.1.2体积效应
当物质体积减小时，将会出现两种情况：一种是物质本身的性质不发生变化，只有那些与体积密切相关的性质发生变化，如半导体电子自由程[8]变小，磁体的磁区变小等；另一种是物质本身的性质发生变化。当纳米晶粒的尺寸与传导电子的德布罗意波长相当或更小时，周期性的边界条件将被破坏，磁性、内压、热阻、化学活性及熔点等与普通粒子相比都有很大变化，这就是纳米粒子的体积效应。该效应为纳米粒子的应用开拓了广阔的新领域。例如，纳米晶粒小的结果导致纳米晶粒的熔点远低于块状本体，因而为粉末冶金工业提供了新工艺[9]；利用等离子共振频移随颗粒尺寸变化的性质，可通过改变颗粒尺寸来控制吸收波的位移，从而制造出具有一定频宽的微波吸收纳米材料，用于电磁波屏蔽、隐形飞机等。除此之外，纳米材料还有量子尺寸效应、宏观量子隧道效应[10]和介电限域效应等性质。
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