·254 北京释技大学学报 2000年第3期 (1)单个颗粒的情况. 正常情况下，油中的粉末在重力场的作用 下发生沉降，颗粒的沉降速度可由Stokes公式 计算，即在粘度为？的流体中，若半径为~的球 形物体以速度，相对于流体而运动，则它所受 到的粘滞阻力F-6%,在流体中垂直下落的 小球，随若下落速率的增加，它所受到的阻力也 增大，当它所受到的粘滞阻力与浮力之和恰好 250nm 等于小球的质量时，小球将匀速下落，由Stokes 图1表面无包限屏的粉来TEM照片 定律即可求出小球在流体中下落时的最后速率 Fig.1 TEM micrograph of ultrafine powders without sur- 为： face coating 6rm,+4/3m'po'g=4/3r',pg (1) 对于表面包覆一层有机物膜的超细粉末， 其中，p,和分别为流体的密度和小球的密度，g 当颗粒受Van der Waals力的作用而相互接近时， 为重力加速度.于是有 由于表面吸附层的空间位阻效应，可阻止颗粒 2p=po8.2 29n (2) 接触、团聚，使其在油中实现了稳定的悬浮，由 对于很小但远远大于液体介质分子的超细 图2可清楚地看到，当两颗粒相互接近时，表面 颗粒来说，由于不断受到不同方向、不同速度作 的有机包稷层被压缩，同时颗粒也被该层物质 热运动的液体分子的冲击，颗粒受到的力很不 阻隔开来，可以减缓或阻碍粉末颗粒的聚沉， 平衡，并以不同的方向、不同的速度作不规则的 (a) 运动，而这种不规则的布朗运动正好阻碍了颗 粒在外力场下的沉降. 根据爱因斯坦理论，布朗运动颗粒在时间 【内沿x方向的平均位移为： RT 3N. (3) 其中，R为摩尔气体常数，T为热力学温度，？为 液体的粘度，”为粉末颗粒半径，N,为阿伏加德 罗常数， 实际上，布朗运动和重力沉降并不是等量 的运动.由沉降产生的颗粒浓度差，布朗运动会 100nm 使颗粒分布均匀.若布朗运动速率足够大，颗粒 就会形成均匀稳定的悬浮体：但若颗粒沉降速 率过快，就会出现沉淀.当混入润滑油中的粉末 粒径足够小时，这种颗粒在润滑油中作布朗运 动的平均速率远远大于在重力梯度能作用下的 沉降速率，即粉末颗粒无规则运动的速率远远 大于其向下的沉降速率，因而可以认为该悬浮 体系是稳定的，超细粉末在其中不会发生沉降， 因此可认为混入油中的超细粉末颗粒有一定的 临界尺寸.以1s内颗粒布朗运动的位移为其沉 降位移的100倍作为临界标准，即 40nm V3x1=10m2ggv1 9n (4) 对于所用的润滑油： 图1表面有包覆层的粉末TEM照片（右为局都放大图） Fig.2 TEM micrograph of surface coating ultrafine pow- 7=102Pas,p=900kgm’,超细粉末的平 ders 均密度p=5500kgm',在室温(300K)下，代入