甘油基Fe_(3)O_(4)磁流体制备及摩擦学性能研究

摘要

采用化学共沉淀法制备Fe_(3)O_(4)纳米粒子,用柠檬酸和油酸对粒子进行表面处理,配制成甘油基磁流体。通过场透射电镜、傅里叶红外光谱仪、紫外可见光分光光度计和四球摩擦磨损试验机测试,分别评价改性纳米粒子的尺寸和形貌、表面官能团、分散稳定性和摩擦学性能;采用扫描电子显微镜和光学显微镜对磨痕形貌进行分析。改性后的纳米粒子呈球形,含有少量方形颗粒,其中柠檬酸改性的粒子平均粒径为(9.6±0.19)nm,柠檬酸和油酸共同改性的粒子平均粒径为(9.8±0.16)nm;红外光谱图表明表面活性剂成功包覆在粒子表面;磁流体的吸光度在30 h内变化不大且趋于稳定,具有良好的分散稳定性;在一定浓度的磁流体润滑下,展现出优于甘油的减摩抗磨性能,其中0.3%磁流体综合减摩抗磨性能最好,摩擦系数降低了22.68%,磨斑直径最多降低了13.7%。一定浓度的磁流体通过形成吸附膜、沉积修复、微轴承和微切削的协同作用,可有效提高甘油的抗磨减磨性,且表面活性剂的类型对甘油基磁流体的摩擦学性能有影响。