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改性。MoS2是具有优异润滑特性的固体物质,归因于邻层之间的弱范德华力,其在摩擦中极易产生 滑移而实现低剪切特性,但其导热性稍弱。两种改性的颗粒可通过分散剂互相交联、吸附2),故 层状的MoS2和管状的MWCNTs在摩擦界面间可产生具有“类轴承”结构特征的叠层吸附簇(图1), 由此两种颗粒协同作用,强化减摩抗磨性能和传热性能。 试验所用的MWCNTs和MoS2纳米颗粒分别购于中国科学院成都有机化学有限公司和上海超威 纳米科技公司,两种纳米颗粒的显微特征如图2所示,主要的物理参数如表1所示:改性所使用的 EMIm]BF4LS购于青岛奥立科新材料利技有限公司(中国科学院兰州化学物理研究所),其物理参 数(25℃,1atm)如表2所示。传统水基冷却液(QW-386高效合成切削液,技术标准JB-7453)购 于长沙市启文化工科技有限公司,稀释浓度为5%。 Loading force Rubbing directon MWCNTs 稿 MoSz G EMIm]BF Substrate 图1 复合流体中MWCNTs/MoS2登房构示意 Fig.1 Schematic diagram of MWCNTs/MoS2 sandwich structure in composite fluid 20k0 图公 纳米颗粒显微形貌.(a)MoSz,(b)MWCNTs Fig.2 opic morphology of nanoparticles:(a)MoS2;(b)MWCNTs 表1纳米颗粒的物理参数 Table 1 Physical parameters of nanoparticles Nano-particles Size(nm) Aspect ratio Tap density (g'cm3) Purity (% 30-50(0D) 16.67-66.67 0.27 99.5% MoS2 50 0.912 99.9% 表2Ls的物理参数 Table 2 Physical parameters of ILs(25C,1 atm) Density (g'mL-) Viscosity (Pa.s) Specific heat capacity (JK-mol-1) Surface tension (N'm) 1.285 0.039 305 0.054 纳米流体的制备采用已广泛适用的两步法,即先进行搅拌,随后通过超声振动的空化作用进一 步分散颗粒。纳米流体的制备如下:(1)将EMIm]BF4和MWCNTs以质量比7:313在研钵中研磨 10min,由此得到改性的MWCNTs。加入去离子水继续研磨5min,对纳米颗粒细化并改善其在基液 中的分散性,MWCNTs占总液体的质量分数为1.2%。依次磁力搅拌、超声振动各30min,即得到 MWCNTs纳米流体:(2)以质量比7:3将EMIm]BF4与MoS2研磨10min,继续加入阿拉伯树胶(GA)改性。MoS2 是具有优异润滑特性的固体物质,归因于邻层之间的弱范德华力,其在摩擦中极易产生 滑移而实现低剪切特性,但其导热性稍弱。两种改性的颗粒可通过分散剂互相交联、吸附[12-13],故 层状的 MoS2 和管状的 MWCNTs 在摩擦界面间可产生具有“类轴承”结构特征的叠层吸附簇(图 1), 由此两种颗粒协同作用,强化减摩抗磨性能和传热性能。 试验所用的 MWCNTs 和 MoS2纳米颗粒分别购于中国科学院成都有机化学有限公司和上海超威 纳米科技公司,两种纳米颗粒的显微特征如图 2 所示,主要的物理参数如表 1 所示;改性所使用的 [EMIm]BF4 ILs 购于青岛奥立科新材料科技有限公司(中国科学院兰州化学物理研究所),其物理参 数(25oC,1atm)如表 2 所示。传统水基冷却液(QW-386 高效合成切削液,技术标准 JB-7453)购 于长沙市启文化工科技有限公司,稀释浓度为 5%。 Relative sliping Rubbing direction Substrate MWCNTs [EMIm]BF4 N+ N N+ N MoS2 CH3 CH3 CH3 CH3 Loading force GA GA 图 1 复合流体中 MWCNTs/MoS2 叠层结构示意 Fig.1 Schematic diagram of MWCNTs/MoS2 sandwich structure in composite fluid (a) 100nm (I) (I)-enlarged: (b) 图 2 纳米颗粒显微形貌. (a) MoS2; (b) MWCNTs Fig.2 Microscopic morphology of nanoparticles: (a) MoS2; (b) MWCNTs 表1 纳米颗粒的物理参数 Table 1 Physical parameters of nanoparticles Nano-particles Size(nm) Aspect ratio Tap density (g·cm-3 ) Purity (%) MWCNTs 30-50 (OD) 16.67~66.67 0.27 99.5% MoS2 50 / 0.912 99.9% 表2 ILs的物理参数 Table 2 Physical parameters of ILs (25oC,1 atm) Density (g·mL-1 ) Viscosity (Pa.s) Specific heat capacity (J·K-1mol-1 ) Surface tension (N·m-1 ) 1.285 0.039 305 0.054 纳米流体的制备采用已广泛适用的两步法,即先进行搅拌,随后通过超声振动的空化作用进一 步分散颗粒。纳米流体的制备如下:(1)将[EMIm]BF4和 MWCNTs 以质量比 7:3 [13]在研钵中研磨 10min,由此得到改性的 MWCNTs。加入去离子水继续研磨 5min,对纳米颗粒细化并改善其在基液 中的分散性,MWCNTs 占总液体的质量分数为 1.2%。依次磁力搅拌、超声振动各 30min,即得到 MWCNTs 纳米流体;(2)以质量比 7:3 将[EMIm]BF4与 MoS2 研磨 10min,继续加入阿拉伯树胶(GA) 录用稿件,非最终出版稿
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