structure formed by the adsorption of the two nanoparticles increases the particle size distribution range.By this time an electrostatic equilibrium area is formed around the nanoparticles,whereby the particles are effectively dispersed due to the steric hindrance effect.(2)MWCNTs,MoS2 and their composite nanofluids are determined as pseudoplastic fluids,which are easy to spread and form films on metal (superalloy GH4169)surfaces,and the minimum contact angle is 59.33.After testing. the addition of nanoparticles and dispersants in the nanofluids did not cause a sharp increase in viscosity,and the average value as low as 1.49 mPa.s (25C),thus maintaining the flow advantages of water-based coolants while obtaining higher thermal conductivity (up to 1.02 W mK(25C)),which is suitable for machining fields that require efficient flow heat transfer.(3)MWCNTs,MoSz and their composite nanofluid greatly enhance the anti-friction and anti-wear properties of the base fluid (deionized water),especially the composite nanofluid containing two nanoparticles,which form a "bearing-like" effect by stacking the layered and tubular combined structures,so the lubrication performance is optimal.Compared with the traditional water-based coolant,the average friction coefficient of the composite nanofluid is small (0.083).At the same time, the adhesive wear or abrasive wear on the surface of the workpiece is further reduced,the wear scar row and shallow, and the volume wear rate is reduced by 72.33%. KEY WORDS ionic liquid:nanofluid:multi-walled carbon nanotubes:molybdenum disulfide:tribology 机械加工时刻伴随剧烈地摩擦放热，若冷却不及时，局部过高的热流密度将导致工件表面产生 热损伤和形性缺陷，刀具的服役寿命也会因此大打折扣凹。为及时疏散加工区热量，目前最常用的 冷却润滑介质是以油或水为基础液体制备而成的冷却液。其中，油基冷却液的润滑特性相对较好： 水基冷却液则拥有高效换热和渗透能力。这些冷却液己普遍应用于自前的加工中)，但在材料、零 部件性能要求不断提高的先进制造领域，尤其对长期处高速、高热、重载工况的航空零部件的精 密加工，由于油基冷却液冷却效果和环保性欠佳，水基冷却液润滑效果受限等，往往只能通过加大 冷却液使用量或降低加工工艺参数等方式妥协，还效率和经济性难以保证。因此传统冷却液亟需 突破性能桎梏。 纳米材料具有众多奇妙特性B4),其在传热和润滑方面也具有独特的优势。通过将纳米颗粒物 添加至基液而得到的纳米流体，自上世纪90年代以来在各领域都倍受关注5-)。然而，基液内的纳 米颗粒在布朗运动和范德华力的作用下极易相互吸附，形成的聚集物沉淀而影响性能，由此制约了 纳米流体的制备和使用。碳纳米管(CNTs)和二硫化钼(MoS2)即是典型的易团簇粒子。它们分别 具有高热导率和低剪切润滑性，但在水或许多其他有机溶剂中不易分散，因此其实际应用受到诸多 限制。在纳米流体的制备中，使用搅拌、超声等物理方式可保持更好的分散性。除此之外，表面改 性是保证纳米颗粒分散的重要途径。当前常使用添加表面活性剂的改性方式，虽可防止颗粒聚集， 但存在临界胶束浓度低、环保性不佳、消泡能力差等问题。相比之下，离子液体(Ls)本身就是绿 色润滑介质，其化学性质稳定性适用于高温工况。其可由π-π共轭的交联方式吸附至CNTs表面 7-8,或借助静电力、氢键或范德华力吸附至其他纳米颗粒表面，故常被用于辅助合成与制备纳 米材料。此外，L兮淇他表面活性添加剂或多种纳米颗粒都能够很好的兼容，并且可以增加其他 添加剂的临界胶束浓度。基于此，离子液体适合制备高性能的复合纳米流体。 研究采用1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([EMIm]BF4)Ls为分散剂，对多壁碳纳米管 (MWCNTs)MoS2进行非共价化改性，使其有效分散于水中。对两种单体纳米流体及其复合纳米 流体的分散、润湿和热物性能进行了表征，随后通过摩擦磨损试验，对Ls改性化纳米流体的摩擦 学性能进行了分析，并揭示了两种纳米颗粒的协同作用机制。本研究为Ls在纳米流体中的应用提 供了理论基础，也为纳米流体应用在需解决传热和润滑问题的精密加工中提供了参考。 1试验 1.1试验材料及制备 Ls由阴、阳离子构成，通常室温下为液相的流体，具有不挥发、分解温度高的特点。试验选用 的EMm]BF4型ILs工作温度可达200C以上，其中BF4型阴离子易溶于水，其自身具有一定的减 摩抗磨功能。MWCNTs可看作是多层石墨烯片卷曲，其拥有极高的导热能力和较好的润滑性。相 对CNTs而言，多层的管壁上更容易暴露出缺陷，由此EMm]BF4分子更易嵌入表面而对其修饰、structure formed by the adsorption of the two nanoparticles increases the particle size distribution range. By this time an electrostatic equilibrium area is formed around the nanoparticles, whereby the particles are effectively dispersed due to the steric hindrance effect. (2) MWCNTs, MoS2 and their composite nanofluids are determined as pseudoplastic fluids, which are easy to spread and form films on metal (superalloy GH4169) surfaces, and the minimum contact angle is 59.33°. After testing, the addition of nanoparticles and dispersants in the nanofluids did not cause a sharp increase in viscosity, and the average value as low as 1.49 mPa.s (25°C), thus maintaining the flow advantages of water-based coolants while obtaining higher thermal conductivity (up to 1.02 W mK-1 (25°C)), which is suitable for machining fields that require efficient flow heat transfer. (3) MWCNTs, MoS2 and their composite nanofluid greatly enhance the anti-friction and anti-wear properties of the base fluid (deionized water), especially the composite nanofluid containing two nanoparticles, which form a "bearing-like" effect by stacking the layered and tubular combined structures, so the lubrication performance is optimal. Compared with the traditional water-based coolant, the average friction coefficient of the composite nanofluid is small (0.083). At the same time, the adhesive wear or abrasive wear on the surface of the workpiece is further reduced, the wear scar is narrow and shallow, and the volume wear rate is reduced by 72.33%. KEY WORDS ionic liquid; nanofluid; multi-walled carbon nanotubes; molybdenum disulfide; tribology 机械加工时刻伴随剧烈地摩擦放热，若冷却不及时，局部过高的热流密度将导致工件表面产生 热损伤和形性缺陷，刀具的服役寿命也会因此大打折扣[1]。为及时疏散加工区热量，目前最常用的 冷却润滑介质是以油或水为基础液体制备而成的冷却液。其中，油基冷却液的润滑特性相对较好； 水基冷却液则拥有高效换热和渗透能力。这些冷却液已普遍应用于目前的加工中[2]，但在材料、零 部件性能要求不断提高的先进制造领域，尤其对长期处于高速、高热、重载工况的航空零部件的精 密加工，由于油基冷却液冷却效果和环保性欠佳，水基冷却液润滑效果受限等，往往只能通过加大 冷却液使用量或降低加工工艺参数等方式妥协，加工效率和经济性难以保证。因此传统冷却液亟需 突破性能桎梏。 纳米材料具有众多奇妙特性[3-4]，其在传热和润滑方面也具有独特的优势。通过将纳米颗粒物 添加至基液而得到的纳米流体，自上世纪 90 年代以来在各领域都倍受关注[5-6]。然而，基液内的纳 米颗粒在布朗运动和范德华力的作用下极易相互吸附，形成的聚集物沉淀而影响性能，由此制约了 纳米流体的制备和使用。碳纳米管（CNTs）和二硫化钼（MoS2）即是典型的易团簇粒子。它们分别 具有高热导率和低剪切润滑性，但在水或许多其他有机溶剂中不易分散，因此其实际应用受到诸多 限制。在纳米流体的制备中，使用搅拌、超声等物理方式可保持更好的分散性。除此之外，表面改 性是保证纳米颗粒分散的重要途径。当前常使用添加表面活性剂的改性方式，虽可防止颗粒聚集， 但存在临界胶束浓度低、环保性不佳、消泡能力差等问题。相比之下，离子液体（ILs）本身就是绿 色润滑介质，其化学性质稳定性，适用于高温工况。其可由 π-π 共轭的交联方式吸附至 CNTs 表面 [7-8]，或借助静电力、氢键力或范德华力吸附至其他纳米颗粒表面[9]，故常被用于辅助合成与制备纳 米材料。此外，ILs 与其他表面活性添加剂或多种纳米颗粒都能够很好的兼容，并且可以增加其他 添加剂的临界胶束浓度[10]。基于此，离子液体适合制备高性能的复合纳米流体。 研究采用 1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（[EMIm]BF4）ILs 为分散剂，对多壁碳纳米管 （MWCNTs）、MoS2进行非共价化改性，使其有效分散于水中。对两种单体纳米流体及其复合纳米 流体的分散、润湿和热物性能进行了表征，随后通过摩擦磨损试验，对 ILs 改性化纳米流体的摩擦 学性能进行了分析，并揭示了两种纳米颗粒的协同作用机制。本研究为 ILs 在纳米流体中的应用提 供了理论基础，也为纳米流体应用在需解决传热和润滑问题的精密加工中提供了参考。 1 试验 1.1 试验材料及制备 ILs 由阴、阳离子构成，通常室温下为液相的流体，具有不挥发、分解温度高的特点。试验选用 的[EMIm]BF4型 ILs 工作温度可达 200oC 以上，其中 BF4 -型阴离子易溶于水，其自身具有一定的减 摩抗磨功能。MWCNTs 可看作是多层石墨烯片卷曲，其拥有极高的导热能力和较好的润滑性[11]。相 对 CNTs 而言，多层的管壁上更容易暴露出缺陷，由此[EMIm]BF4 分子更易嵌入表面而对其修饰、 录用稿件，非最终出版稿