在摩擦学领域中,传统的油性剂和极压抗磨添加剂由于自身的缺陷其应用受到极大限制.油性剂的承载能力低,极压抗磨剂多为含硫、磷、氯的有机物,污染环境,在国外己被限制使用.发展具有良好抗磨性能、高承载能力、对磨损表面具有一定修复功能的润滑油添加剂是摩擦学领域的前沿课题之一. 纳米材料由于独特的物理化学性质,在摩擦学领域显示了广阔的应用前景,成为具有巨大潜力的润滑油添加剂.尽管目前的研究还处在初期阶段,许多问题有待解决,但大量的实验结果已表明纳米材料可以作为润滑油添加剂而起到减摩、抗磨和抗极压作用. 本论文采用超声机械法制备Al<,2>O3-MgO-SiO<,2>复合纳米抗磨剂颗粒.以20＃机械油为介质,将SiO<,2>、Al<,2>O<,3>、MgO按质量比2∶1∶2混合后与分散剂和研磨介质(材质为Al<,2>O<,3>)一起放入反应筒中超声搅拌粉碎12h,搅拌轴的转速为300r/min,同时开启循环水冷装置.将制得的纳米浆体放入800B型离心机中,以4000r/min的转速分离10min,即制得Al<,2>O<,3>-MgO-SiO<,2>复合纳米颗粒.通过表征分析,证明制得的纳米复合粉体颗粒形状近似于球形,无不规则状,粒度细,分布较窄,属软团聚状态,最大粒径不大于50nm,大部分颗粒粒径在30～50nm之间. 采用湿法制备油基复合纳米颗粒,由于需要对复合纳米颗粒抗磨性能进行测试,因此采用了在制备的过程中同时完成对纳米复合颗粒分散的工艺步骤.在多轮对比试验的基础上通过正交试验确定了制各的最佳工艺参数.采用硅烷偶联剂(KH-560)对制得纳米颗粒进行表面改性研究,试验表明掺加1﹪叭浓度的硅烷偶联剂时可以获得分散性、悬浮性良好的油基纳米抗磨剂. 采用磨擦试验机对所制备的.Al<,2>O<,3>-MgO-SiO<,2>无机复合纳米颗粒的抗磨性进行摩擦性能测试及表征分析.主要研究了纳米复合粉体与单质粉体做润滑油添加剂的摩擦性能比较,纳米复合粉体在不同介质条件下的抗磨减摩性能,Al<,2>O<,3>-MgO-SiO<,2>纳米复合颗粒的自修复性能以及汽车整车性能试验.经过表面改性的纳米复合粒子在摩擦磨损过程中,不同纳米粒子的协同效应充分发挥,在摩擦表面生成物理化学吸附膜,从而使添加纳米复合粒子的润滑油具有抗磨减摩和自修复功能.纳米复合抗磨剂以0.5‰wt添加在汽车润滑油中,等速燃料消耗量降低14﹪,动力性能提高14﹪,尾气排放CO降低94﹪、HC降低73﹪.当Al<,2>O<,3>-MgO-SiO<,2>纳米复合颗粒掺加浓度为0.5﹪owt时可以达到最佳抗磨减摩效果. 在整个摩擦、修复过程中,复合纳米颗粒协同效应充分发挥出来.其中纳米MgO颗粒在遇水条件下主要表现为针状、絮状结构,具有吸附效应,而复合粉体制备过程中会有水的存在,因此氧化镁还具有吸附纳米Al<,2>O<,3>、MgO-SiO<,2>的作用:结合纳米SiO<,2>的红外光谱测试结果可知纳米SiO<,2>微粒存在大量的不饱和残键,这种球形结构的纳米颗粒具有很高的表面能和表面活性,更容易向表面缺陷处富集;纳米.Al<,2>O<,3>是一种耐高温、耐腐蚀、高硬度材料,在摩擦过程中不仅起到承载能力,并且会向深层扩散,形成金属陶瓷修复层.三种添加剂粒子的作用一方面修复了摩擦副表面的缺陷,使得摩擦副表面状况得到改观,另一方面扩散至深层的粒子又使其基体得到改性强化,因而提高了摩擦副的抗磨减摩能力和承载能力.