含纳米微粒锂基脂流变性及影响因素分析.pdf

2010年11月
润滑与密封
Nov.2010
第35卷第11期
LUBRICATION ENGINEERING
Vol 35 No 1I
DO1;10.3969/j.jssn.0254-0150.2010.11.003
含纳米微粒锂基脂流变性及影响因素分析”
张鋒祁海洋宋宝玉杨清香
(哈尔滨工业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001)
摘要:利用NDJ-79旋转黏度计和RS150锥板流变仪测试分析纯锂基脂和含纳米微粒锂基脂的流变性。结果表明
含納米微粒锂基脂的表观黏度随纳米微粒含量的增加而増大,且加人纳米TO2后的表观黏度比加人同比例的SO2的表
观黏度要大;纳米徽粒含量、皂分含量和温度等因素对含纳米微粒锂基脂表观黏度的影响均显著,并按皂分含量、温
度、纳米微粒含量顺序影响依次减弱;纯锂基脂和含纳米微粒锂基脂均存在屈服剪应力,其流变过程表现为塑性流体的
特性,流型属于 Herschel- Bulkley模型,纳米微粒对流变参数有显著影响,两种脂均存在明显的剪切稀化现象。利用缠
结理论和微粒在流场中的取向理论对其流变机制进行探讨。
关键词:流变性;表观黏度;纳米微粒;锂基脂
中图分类号:TH117.2文献标识码:A文章编号:0254-0150(2010)11-009-5
Rheological Properties of Lithium Grease Containing Nano-particles
Zhang Feng Qi Haiyang Song Baoyu Yang Qingxiang
( School of Mechanical Engineering, Harbin Institute of Technology, Harbin Heilongjiang 150001, China)
Abstract: The rheological properties of lithium greases with and without nano-particles were investigated using NDJ-79
rotational viscometer and RS15 rheometer. The results indicate that the apparent viscosity inereases with the increase of
nanoparticle concentration with the given ratio of nano-particles added. The apparent viscosity of grease containing nano
Tio is larger than that containing nano-sio at the same proportion. Nano-particles content, soap content and temperature
each factor influence is notable. The relation of primary and secondary is soap content, temperature, nano-particles conlent
The greases with and without the nano-particles both have yield stresses and clear shear-thinning properties. The shear
thinning phenomenon of the grease containing nano-particles is more evident than that of the basic grease. The experimental
results also reveal that the rheological characteristics of both types of greases fall in Herschel-bulkley class, and the
e nano-
particles have a significant influence on the rheological parameters. The rheology mechanism was discussed based on the
entanglement and onentation theones
Keywords: rheology; apparent viscosity; nanometer particles lithium grease
近年来,纳米技术的飞速发展,促进了纳米微粒损表面起一定的修复作用,油膜厚度和承载能力会随
在润滑油脂领域的研究与发展,其在高承载能力、高着微粒添加量的增加而增加·。目前,很多研究者都
温及环境友好等方面显示出良好的应用前景以。人们研究了纳米黴粒作为添加剂的摩擦学性能,但对纳米
把纳米微粒加人到润滑脂中,试图改善润滑脂的摩擦微粒作为添加剂的流变性研究较少。研究润滑脂的流
磨损性能和流变性能。纳米微粒作为润滑油脂添加剂变性对深入认识润滑脂的应用特性有重要意义。精确
通常表现出良好的抗磨性能2?、一定的减摩性能、优的定义润滑脂在某种工况的流变本构方程是进一步准
异的极压性能-“、环境友好性、耐温性和抗疲劳确地用雷诺方程计算润滑脂在工作中油膜厚度的必要
性°?;此外,纳米材料在磨损表面的沉积可能对磨前提,根据油膜厚度的变化情况可以了解在润滑脂润
滑下设备的运转状况。流变参数及影响因素的分析是
*基金项目:863资助项目(2006AA04Z231);宇航空间机构及
润滑状态的分析、油膜厚度的计算以及输送系统参数
控制技术国防重点学科实验室开放基金资助项目(IIT:KLOF.
2009056)
计算的依据,可更好地为设备正确选择润滑脂提供有
收稿日期:2010-06-22
力的参考8。因此,本文作者就纳米微粒对润滑脂的
作者简介:张锋,女,副教授,研究方向为纳米润滑、润滑剂流变性的影响进行了研究;并对纳米微粒含量、温
流变学.E-mal:fhit(@hit.edu.cn
度、皂分含量等因素对表观黏度的影响进行了定性分