专利名称：一种用于润滑油纳米级陶瓷金属添加剂及制备的制作方法
技术领域：
本发明属于陶瓷金属添加剂
背景技术：
纳米材料作为润滑油添加剂其耐磨、减磨，提高机械载荷等优 异功能，近年来已经得到国内外的认可。有单元金属和二元金属纳米材料 和单元和二元陶瓷纳米材料；但由于单元体的性能单一，在使用中达不到
理想的效果；和而纯金属基和纯陶瓷基使用效果也不理想。
发明内容
本发明的一种用于润滑油(脂)纳米级陶瓷金属添加剂，它是 包含有氮化硼，钼，铜粉体的组合物液体；该粉体是氮化硼和钼以共价键 结构、铜以配位键结构形成的一种纳米级球状的固体颗粒物；氮化硼为球 状骨架，钼以层片状包复其上，铜以点、片状与球体的晶体缺陷处结合； 该粉体中氮化硼、钼和铜所占组分的比例为7 8.5:广1.5:0.5 1。
本发明的一种用于润滑油(脂)纳米级陶瓷金属添加剂的制备方法， 其特征在于将纳米级球状氮化硼，钼，铜的粉体在均质器中加热除去水 分，加入液态硬脂酸用超声波连续搅拌，使包裹的粉体颗粒分散，加入乙 烯聚酯，石油磺酸钙，调整溶剂连续搅拌均匀。
纳米材料的制备方法很多。在众多的制备方法中，溶胶-凝胶法制备 纳米陶瓷材料、其反应温低和影响因素少、可控制性、可调整性好，制备 的粉体具有均匀、超细、纯度高等特点。
纳米技术是20世纪末出现的高新技术。目前纳米技术在材料科学和 机械学等方面取得了较快的发展,特别是在摩擦润滑领域的研究发展快，
是我国目前纳米材料大量应用的主要突破方向和使用领域。
陶瓷金属被称之为软陶瓷是一种新型的功能性材料，它既有陶瓷材料 硬度高、化学稳定性好、耐高温、耐磨损、抗疲劳的特点，又具有金属材 料的高韧性、高弹性、可塑性的特性。
陶瓷金属纳米粒子在保持软陶瓷的陶瓷和金属复合功能基础上，又具 有纳米粒的小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应等 纳米粒子特征。是新型功能性润滑油添加剂的首选材料。
本发明以陶瓷金属纳米颗粒作为功能性材料制成添加剂，应用于润滑 油中改变了润滑油(脂)的功能。
纳米粒子的小尺寸效应使得材料的熔点大大降低，陶瓷金属纳米颗粒 以润滑油(脂)为载体，在摩擦力和摩擦热的作用下获得能量为还原陶瓷 金属与金属基体表面结合获得能量。
纳米粒子的表面效应使得陶瓷金属纳米颗粒处于非对称力场，处于高 能状态，较常规固体表面过剩许多能量，因此具有较高的表面能和表面结
合能。使得陶瓷金属纳米颗粒与金属基体表面较易实现SP杂化、以成共价
键的形式结合在一起，部分高能纳米粒子渗入金属基体。由于金属基体表 面与陶瓷金属纳米颗粒结合，金属基体表面的金属特征改性为软陶瓷的新
型的陶瓷材料的特征，即；金属基体表面具有陶瓷耐高温、抗磨损、抗疲 劳和抗腐蚀的特点，又具有金属的高韧性、高弹性、可塑性的特性。同时 体现出软陶瓷润滑的表面效应，即；非对称力场的高能状态，使得分子之 间作用力在边界润滑过程摩擦系数极低。
陶瓷金属对金属基体表面的改性，基体表面密度、光洁度、表面硬度、 导热系数等物理特性发生巨大的变化，可以带来节能、延长机械使用寿命
等一系列润滑新功能。
超临界流体具有很好的溶解度，容易调整密度，溶液粘度较低和较高的 传质速率，作为溶剂和干燥介质具有独特的优点和实用价值。超临界烧结可 以有效克服凝胶粒子聚集、减少表面张力，是溶胶一凝胶法制备纳米材料的 有效工艺。
具体实施例方式
1、纳米颗粒粉体的制备
将硼酸盐和去离子水在高速搅拌混合器混合器^水解，在硼酸盐完全 溶解后分别加入氮化钠、水合联氨，缓慢升温连续搅拌至完全溶解；加入 偶联剂和乙醇，升温；观察溶液达透明状时加入钼酸铵；溶液稳定后控制 加入硫酸铜；在偶联作用和硫酸铜催化作用下形成硼、钼、铜三元以共 价键和配位键结构的复盐醇溶胶。其所用的材料组分以生成物组分计算。 溶胶用泵送入高压反应釜中，高压反应釜内的空气用氮气排出，封釜后缓 慢加热，并定时取样观察凝胶体积皱縮和老化程度到复盐晶核凝胶在高压 反应釜中老化成型为止；凝胶合格后及时用高压泵压入气凝胶混合发生器， 从气凝胶混合发生器O. 2毫米孔板压出，在高压C02气流冲击下在发生器中 气化，气化后的复盐气凝胶产物直接压入氮气、氢气保护的高温炉中烧结,
得到纳米陶瓷金属复合颗粒。
采用氮容量吸附法测定BN. M. Cu复合纳米粉末的比表面积、孔结构等性 质。用透射电镜(TEM)观察BN.M.Cu复合纳米粒子的形貌。用热重一差热 分析法(TGA2DTA) BN. M. Cu观察复合纳米粉体表面吸附物质及晶相的转化。 用XRD法进行BN.M.Cu复合纳米粉末的物相分析，观察其晶相结构。用IR法
考察BN. M.Cu复合纳米粉末表面吸附物质的类别。该粉体是氮化硼和钼以 共价键结构、铜以配位键结构形成的一种纳米级球状的固体颗粒物；氮化 硼为球状骨架，钼以层片状包复其上，铜以点、片状与球体的晶体缺陷处 结合；该粉体中氮化硼、钼和铜所占组分的比例为7 8.5: 1 1.5:0.5 1。
2、 BN. M. Cu复合陶瓷金属润滑油(脂)添加剂的制备 将纳米级球状氮化硼，钼，铜的粉体在均质器中加热除去水分，加入
液态硬脂酸用超声波连续搅拌，使包裹的粉体颗粒分散，加入苯乙烯聚酯， 石油磺酸钙，调整溶剂连续搅拌均匀，包裹的粉体颗粒与苯乙烯聚酯，石
油磺酸钙的比例为1: 2.5 3: 1 1.5以肉眼看不到粉体颗粒物、且液体
均匀为准。用调整溶剂控制添加剂的粘度、密度和凝点。可以选择的调整 溶剂有矿物基础油，合成基础油，粘度指数调整剂和抗氧剂。
3、 BN. M. Cu复合陶瓷金属润滑油(脂)添加剂的优点
BN. M. Cu复合陶瓷金属纳米粉体具有较高的硬度、耐磨性和抗冲击 性有高的热稳定性，较好的塑性和韧性，好的化学稳定性。但由于纳米粉 体颗粒间引力，即；分之间的范德华力、空气液桥力和静电力都能使纳米 粉体团聚。因此纳米粉体不能直接加入润滑油中，需要进行粉体制剂以消 除纳米粉体的团聚，使之均匀分散的溶入添加剂中，方便使用。
BN. M. Cu复合陶瓷金属润滑油(脂)添加剂，能于各种润滑油(脂) 配合。不能影响润滑油的粘度、低温流动性，倾点、凝点等理化指标。
4、 BN. M. Cu复合陶瓷金属润滑油(脂)多功能性
经测试BN. M. Cu复合陶瓷金属润滑油(脂)添加剂调制的陶瓷金属 润滑油具有(1)、极强的清洗功。(2)、超强的抗磨损性能。(3)、优异的高 温热稳定性。(4)、极优的抗氧化稳定性、抗腐蚀性。(5)、优异的减摩性，
边界摩擦系数可降至0.001。 (6)、对摩擦面自修复和智能保养功能。(7)、 具有改变金属基体表面材质，增加金属基体表面密度、硬度和表面光洁度， 提高金属基体表面承载力的功能。(8)、具有极高的有节省能源和延长机械 设备使用寿命的功能。
纳米粒子的小尺寸效应，表面效应，陶瓷金属润滑油(脂)能够实现在 车辆、机械设备、运行过程自动、维护、修复和动态智能保养摩擦副。能 够解决冷启动、频繁启动、超速运转、交变负荷、冲击负荷、超负荷运转 时的机具磨损、延长使用寿命。
纳米粒子的小尺寸效应，表面效应的作用，改变了金属基体表面的密度、 硬度和表面光洁度，提高了金属基体表面支撑力。减少了金属表面晶格变 形消耗的机械功。达到节省能源的效果，据测试连续使用陶瓷金属润滑油, 可以延长机械设备寿命2—5倍。汽油车节省燃油率5%—35%;柴油车节省燃 油率3%_8%;机械设备节电率5%—15%。
BN. M. Cu复合陶瓷金属润滑油(脂)添加剂具有抗氧化的功能、清 静分散的功能、减少摩擦功能和极压抗磨的功能，作为极压抗磨添加剂应 用于润滑油中，将大大提高润滑油抗磨、减摩能力。起到优良的减摩、抗磨 作用。抗氧化功能和清静分散功能只能起到辅助增效的作用，不能替抗氧 化剂和清静分散剂。
权利要求
1、一种用于润滑油(脂)纳米级陶瓷金属添加剂，其特在于它是包含有氮化硼，钼，铜粉体的组合物液体；该粉体是氮化硼和钼以共价键结构、铜以配位键结构形成的一种纳米级球状的固体颗粒物；氮化硼为球状骨架，钼以层片状包复其上，铜以点、片状与球体的晶体缺陷处结合；该粉体中氮化硼、钼和铜所占组分的比例为7～8.5∶1～1.5∶0.5～1。
2、 一种用于润滑油(脂)纳米级陶瓷金属添加剂的制备方 法，其特征在于将纳米级球状氮化硼，钼，铜的粉体在均质器 中加热除去水分，加入液态硬脂酸用超声波连续搅拌，使包裹的 粉体颗粒分散，加入苯乙烯聚酯，石油磺酸钙，调整溶剂连续搅 拌均匀。
全文摘要
本发明的一种用于润滑油(脂)纳米级陶瓷金属添加剂及制备，它是包含有氮化硼，钼，铜粉体的组合物液体；该粉体是氮化硼和钼以共价键结构、铜以配位键结构形成的一种纳米级球状的固体颗粒物；氮化硼为球状骨架，钼以层片状包复其上，铜以点、片状与球体的晶体缺陷处结合；该粉体中氮化硼、钼和铜所占组分的比例为7～8.5∶1～1.5∶0.5～1。
文档编号C10M125/00GK101186856SQ200710143950
公开日2008年5月28日 申请日期2007年8月16日 优先权日2007年8月16日
发明者张启峰 申请人:张启峰;余羡鸣