用电化学法制备了油溶性纳米铜（n Cu）颗粒，使粉末制备和表面改性同步完成，将其添加到润滑油基础油中，用四球磨损试验机考察了添加剂的摩擦性能并用金相电子显微镜、扫描电子显微镜和X射线电子能谱仪分析了钢球磨损表面形貌、化学形态和组成。结果表明：油溶性n Cu能够显著地改善基础润滑油的摩擦性能，在添加剂含量为Q 6（wt）%时，磨斑直径d（392N，30min）比基础油下降了37.5%.同时，该润滑油有好的分散稳定性能。

　　润滑是降低机械磨损和减小摩擦的有效方式。

　　有研究表明，在润滑油中加入纳米颗粒可以在很大程度上提高其抗磨性能和极压性能，显示出传统固体润滑油添加剂无法比拟的优越性。但是，简单的金属纳米粒子是非油溶性物质，且润湿性能不好，不能很好地与基础润滑油充分混合、分散。即使利用化学法对等离子体法制备出的金属粉末进行表面修饰，在修饰过程中也难免掺入杂质或者表面油膜不完整而在长时间作用过程中重新发生团聚而沉表1制备油溶性nCu的电解液配方表面活性表面包覆超声场电流密度pH值剂（g电流（A）制备过程中，包覆剂的作用不是简单地对粉末表面进行物理包裹，而是与新生的粉末表面发生了反应。成盐阴离子对应酸与金属表层氧化膜、自制包覆剂等在一定温度下直接反应生成油溶性盐。从而起到隔绝空气、防止氧化和减小粉末表面能、阻止粉末团聚和长大。是油溶性nCu的TEM照片，从图中我们可以看出，粉末分布均匀，绝大多数处于30?50nm之间，并且，粉末分散稳定，油液经800型电动离心机（转速为4000rpm）离心180min后沉淀量仅为原粉量的47（wt）%同时，上层溶液颜色依然为深黑色。说明粉末与油液相溶性较好，满足纳米铜粉润滑油添加剂的条件。

　　1.3配制油样将一定量的油溶性纳米铜粒子和相应的T型分散剂加入到HVI基础润滑油中，经搅拌、超声波分散，使油液充分混合均匀。

　　1.4摩擦磨损，在基础润滑油中加入经表面改性后的n Cu和油溶性nCu粉末，均能减小钢球表面上的磨斑直径。与基础润滑油相比，当加入06（wt）%的油溶性nCu时，磨斑直径下降了37.5%与0l5（wt）%的改性nCu达到的效果相当。两者*小磨斑直径所需的添加剂不同步，可能是与改性nCu的表面包覆层壁厚及分散稳定性有关。在图中我们还可以看出，随着粉末含量的增加，*小磨斑直径先是下降，到达*低点后又继续上升。

　　这是因为两种添加剂都有一个自己的临界点。粉末量太少，起不到纳米粒子的抗磨减摩作用，而粉末量太大，两种添加剂的纳米粒子虽然分散性好，但过多的纳米粒子势必会影响油液的稳定性，纳米粒子团聚体即使被强行分散在润滑油中，粒子之间也会在相互碰撞时再次发生团聚，从而发生聚沉，不但不能抗磨减摩，反而会促进磨损。虽然油溶性nCu与改料一般要求纯度较高、粒度分布均匀的粉末，通过实验室用等离子体法制备的纳米粉体的结果来看，这种制备方法产量低，价格高昂，而且表面改性复杂，难以控制。所以从减小*小磨斑直径方面来说，油溶性nCu是代替改性nCu的**材料。

　　22磨损表面分析及润滑作用机理bookmark7 Cu含量的变化会显著影响HVI基础油的减摩效果。对磨斑直径d（392N，30min）的影响可以从中看出。选取图中添加剂含量分别为a0（wt）%（即HVI基础油）和d6（wt）%的两测试点的钢球磨损完毕后进行超声波清洗，再用电子金相显微镜检验其磨斑直径和磨面情况并对磨痕用扫描电镜作形貌观察6，结果如所示。虽然金相电子显微镜的放大倍数有限，不能看到细微的区别，但是二者的磨斑直径大小却有显著的区别，纯HVI基础油（a）的磨斑直径大，磨损*为严重；而Q 6（wt）%油溶性nCu改性的HVI油（b）磨斑直径小，磨损量也*小，说明油溶性nCu的加入确实能够起到减小两接触工件间摩擦的作用。为了深入地探讨油溶性nCu的作用，将（a）和（b）的油样再分别作扫描电镜观察，其SEM照片如（c）和（d）所示。从（d）的显微组织可以看出，磨损表面更为光滑，没有较大的块状粘着转移体，而（c）中却有较为明显的材料粘着和撕裂现象，说明油溶性nCu可以有效地提高基础油承载能力，使其*大无卡咬负荷的宏观性能显著提高，结果与四球磨损。从实验结果中可以看出，任意挑选的四个位置所得到的EDS结果基本一致，均含有Fe、Cr、O、Cu和表面改性剂等元素。其中Fe和Cr是GCrl5轴承钢（AISI52100）二级标准钢球的主要元素，O2是磨损过程中从空气和添加剂中带来的，Cu则来源于油溶性n性的-u所达到的效果相近不过改性en?nlishlCu的残留物其8它元素为ndCu表面的包iJiet同时，在任选的四个点中所得到Cu元素的EDS结果相一致还说明油溶性nCu在油液中是弥散分布的，而且能够弥补钢球中的缺陷，因为在作EDS检验以前必须用石油醚对钢球表面进行超声清洗，如果是单纯附着的n Cu粒子就会被洗掉，残留在钢球表面的粒子必然是与缺陷基体结合在一起，起到纳米粒子的“自愈合”作用。表中残留在基体表面的Cu元素为a29%与a6（wt）%的油溶性nCu相比，说明有48. 3%的添加剂与基体磨损表面发生了某种结合，这正是油溶性n Cu能够改性HVI基础油的原因。

　　表2（d）的EDS主要元素定量分析结果主要元素重量百分比（％）原子百分比其它元素3油溶性nCu的分散稳定性Cu的分散性好，这可以从上面的EDS结果中看出。而nCu的稳定性是润滑油面临的*大问题，从目前的来看，还不能从根本上解决纯金属纳米粉末添加剂的自然沉降问题。一般都是通过尽量减小粉末尺寸和表面改性的方法达到控制粉末在润滑油中的沉降。本。随着离心时间的增加，无改性的纯金属nCu粉末沉降明显，有不断增大的趋势，而油溶性的nCu粉末的沉降不明显。由于实验设备性能的原因，在有限的离心时间内，离心管底部的粉末量基本保持在同一水平线上。为了对稳定性作进一步验证，将已离心360min的油样静置24h后，取出下层（WSD）为0.71mm，高于基础润滑油HVI，说明粉末沉积量过大，不仅不能起到抗磨减摩的作用，还进一步加大了钢球磨损。而油溶性nCu润滑油的磨斑直径（WSD）为0.45mm，比*小磨斑直径040mm提高了11.1%与对比，显示底部粉末的百分含量达到了0.60?065（wt）%之间，沉积量3结论3.1添加剂可以在粉末的制备过程中即实现原位表面改性，使其与基础油具有好的相溶性，减少了成本，提高了效率。

　　3.2油溶性nCu能够明显地改善基础润滑油的摩擦性能，与基础润滑油相比，当添加剂为0t6（wt）%时*小磨斑直径下降了37.5%.同时，油溶性nCu具有好的分散稳定性。