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納米金剛石與減摩劑(2)--李云鵬

2020-06-03 17:56:43

 ②量子尺寸效應和③小尺寸效應,更多的是和納米粒子的聲、光、電、磁聯系在一起的,例如納米物質之原子的吸收光譜之閾值發生藍移現象,費米能級由連續向分離過渡而使光學非線性等等,在此不予討論,但作為常識,我們應該了解,所謂飛機隱形,就是改變納米顆粒的尺寸,制造具有一定頻寬的微波吸收納米材料,用于電磁波屏蔽的原理。

④宏觀量子隧道效應:我的理解是,隧道效應,是物理學中指電子等微觀物質具有穿越熱壘的能量。納米顆粒相對于電子而言當然屬于宏觀物質,發現它也具有隧道效應之后就被稱為宏觀量子隧道效應,這對于電子器件的微型化具有重要的意義。

順便一提,個人感覺,在國內,人與科技領域的關系很是微妙,不知是領域因人而異還是人因領域而名,國內的電動汽車和納米技術,兩者有異曲同工之妙。有點兒“妄議”了。

 

         金剛石的球棍結構示意圖

金剛石,超高的強度和硬度使其成為重要的磨削材料。金剛石作為目前世界上最硬的物質,具有許多優良的性能,是碳元素的同素異形體之一,其特殊的性能,決定于它無限可延伸的四面體骨架和反式構象的六元環結構。

碳最常見的兩種單質是高硬度的金剛石和柔軟滑膩的石墨,它們晶體結構和鍵型都不同,金剛石每個碳都是四面體四配位,類似脂肪族化合物;石墨每個碳都是三角形三配位,可以看作無限個苯環稠合起來。很有意思,碳同素異形體系統橫跨完全極端且十分不同的范圍,可以這樣說:金剛石是研磨劑,石墨卻是非常好的潤滑劑。雖然如此,卻又都可以應用于潤滑領域。

              石墨烯


正是金剛石的超高的硬度,使得人們對它在潤滑技術方面的應用展開了想象。比如,如果將金剛石制成納米尺寸的顆粒,那么:

①納米金剛石這種材料,粒徑3-6nm,比表面達390—450g/m2,具有強的共價鍵性和強烈的親油疏水性,所以如果在潤滑油中能夠形成穩定分散的膠體體系,作為極壓抗磨劑的固體膠體粒納米金剛石均勻分布在潤滑油中,通過潤滑油作為載體,將納米金剛石碳運轉到摩擦界面上,形成以納米金剛石為支撐點,其間布滿基礎油的超硬潤滑膜,當設備出現邊界潤滑條件時,它將發揮奇特的效果。

②隨著摩擦副表面凹凸不平的微峰的減少,摩擦副之間的接觸面積迅速大幅度增加,油膜受到的擠壓強迅速減小,油膜不易被破壞,納米金剛石的球形和準球形顆粒鑲嵌于摩擦副之間的接觸微凹中,有優異的承載力,摩擦表面形成滾珠軸承效應,表現出良好的潤滑性,將滑動摩擦變成了滾動摩擦,摩擦阻力變小,避免了干摩擦現象的發生。

上述假設,是不是很有道理?

 

作者:李云鵬,石油化工科學研究院,教授、高工、研究生導師,1987年南開大學研究生畢業后入職石科院,從事潤滑油品及添加劑的研發工作近30年,在國內外學術期刊發表論文70余篇,發明專利15項,所主導研發產品獲部級科技一等獎一次,其他獎項若干。



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