稀土元素特殊的电子结构以及稀土化合物独特的晶体结构使其表现出优异的抗磨损性能,在润滑材料中具有广阔的应用前景,特别是纳米稀土氟化物作为润滑油添加剂时抗磨和减摩性能突出,是一类高效、多功能的润滑油添加剂。本文以硅烷偶联剂为修饰剂制备纳米LaF3粉体添加剂,在反应温度为60℃,反应时间为1小时,采用冷冻干燥的方式合成了纳米LaF3粉体添加剂。在基础油中加入该添加剂,并测试其分散稳定性、高温稳定性以及摩擦学性能,包括摩擦系数、磨斑直径(WSD)和最大无卡咬负荷PB,SEM观察磨损钢球表面的磨斑形貌。纳米LaF3粉体添加剂在基础油中具有较好的分散稳定性与高温稳定性。采用四球摩擦磨损试验机对添加剂的摩擦学性能进行测试,结果表明,当添加量为1.2%时,其平均摩擦系数能达到0.065,比基础油降低35%,磨斑直径为0.51mm,减小了 19.04%,PB值达到833N,为基础油的2.12倍。同时采用硅烷偶联剂、油酸甲酯共同修饰制备纳米LaF3液体添加剂,在60℃反应制备硅烷偶联剂初步修饰的LaF3胶体,通过相转移法将已制备的纳米LaF3转移到油酸甲酯中,反应完全后旋转蒸发多余的石油醚最后得到纳米LaF3液体添加剂。纳米LaF3液体添加剂在基础油中较纳米LaF3粉体添加剂具有更好的分散稳定性与高温稳定性。通过对纳米LaF3液体添加剂TG-DTA分析结果表明纳米LaF3液体添加剂具有较好的热稳定性。对比不同含量纳米LaF3液体添加剂与ZDDP的摩擦学性能,结果表明,纳米LaF3液体添加剂在100N基础油中的摩擦学性能优于ZDDP,当纳米LaF3液体添加剂的添加量为1.0%时,摩擦系数最小0.054,PB值达到的最大为980N,为基础油的2.45倍,磨斑直径最小0.46mm。通过扫描电子显微镜(SEM/EDS)对钢球磨损表面进行了分析。结果表明,在添加LaF3液体添加剂润滑的钢球磨损较LaF3粉体添加剂表面更平整,同时在摩擦过程中合成的添加剂分子与钢球表面通过摩擦化学反应La和F的抗磨减摩性能的化学保护膜。
