納米滾珠機(jī)油的神奇功能
1959年，著名物理學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)金獲得者查德•費(fèi)曼（Richard Feynman）提出：“如果人類能夠在原子分子尺寸上來(lái)加工材料和制造裝置，我們將有許多激動(dòng)人心的新發(fā)現(xiàn)�！边@是人類第一次明確提出探索納米世界的大膽設(shè)想。富勒稀C60，是由12個(gè)五邊形和20個(gè)六邊形組成的32面體，直徑僅0.71nm，它的成功，打開(kāi)了合成納米材料的通道。
納米科技是20世紀(jì)80年代末逐步發(fā)展起來(lái)的前沿、交叉性新學(xué)科。多年來(lái)，納米科學(xué)與納米技術(shù)開(kāi)始迅猛發(fā)展起來(lái)，納米成果如雨后春筍層出不窮，其產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化速度超出人們的預(yù)料。我國(guó)納米科技起步時(shí)間和速度，與歐美國(guó)家基本上能保持同步，但在橫向領(lǐng)域上十分有限，僅在納米粉、納米碳管等有所建樹(shù)。
隨著納米技術(shù)的發(fā)展與興起，納米技術(shù)也在潤(rùn)滑油添加劑領(lǐng)域進(jìn)行了很多有益嘗試。一些具有遠(yuǎn)見(jiàn)卓識(shí)的科學(xué)家，紛紛投入研究，陶瓷金屬、金屬抗磨劑、調(diào)理劑等納米產(chǎn)品也先后出現(xiàn)。如利用納米級(jí)的石墨粉，石墨粉雖有減摩抗磨作用，它在潤(rùn)滑油中的狀態(tài)不穩(wěn)定，在一定的時(shí)間及溫度條件下會(huì)發(fā)生析出現(xiàn)象。另外一些納米金屬粒子還出現(xiàn)了“團(tuán)簇”有害現(xiàn)象。這說(shuō)明潤(rùn)滑油添加劑領(lǐng)域的納米材料獲得突破性成功還不多。但它們代表了開(kāi)拓了納米材料在潤(rùn)滑油領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)、新的理念。
一、 納米膜的強(qiáng)度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)潤(rùn)滑膜
在納米潤(rùn)滑機(jī)油里，由于其中的粒子小到納米尺度，粒子表面積急劇增加。如傳統(tǒng)油的粒子，最小的也有1μm，如果將其細(xì)化十分之一，即100nm，其數(shù)量可以增至1000個(gè)粒子，其表面積增加40倍；如細(xì)化到10nm，其粒子數(shù)就增加到1000000個(gè)，其表面積增加100倍。表面積急劇增加，處于表面界面空鍵缺位不穩(wěn)態(tài)分子的數(shù)量和比例也急速增加，這一方面就為形成納米球創(chuàng)造了條件；另一方面，如此大量的粒子滲浮在潤(rùn)滑油里，就能深入到納米級(jí)的縫隙里，為磨擦表面提供更為有效的、全面的、可靠的保護(hù)，使磨擦表面不能直接接觸，這是大粒子辦不到的。我們用宏觀形象來(lái)比喻，磨擦面經(jīng)放大三萬(wàn)倍以后，猶如山巒起伏，傳統(tǒng)潤(rùn)滑油為長(zhǎng)鏈分子結(jié)構(gòu)，其最小分子為1微米的分子，只能停留在山巒的頂峰，形成油膜，深入不到山巒的溝壑中，見(jiàn)附圖的第一排；當(dāng)粒子小到百納米級(jí)以后，很多納米粒子就能滲透到溝壑中去，見(jiàn)附圖的第二排（附圖的第三排為第二排放大三倍的圖樣）。納米粒子與溝壑表面接觸以后，一方面生成納米吸附膜；另一方面，在極壓狀態(tài)下，納米粒子與一些溝壑金屬作用生成納米反應(yīng)膜，這些膜的強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)潤(rùn)滑油的化學(xué)吸附膜、化學(xué)反應(yīng)膜，其神奇的功能，超出了我們傳統(tǒng)的想象。當(dāng)換上這種潤(rùn)滑油以后，它的功率提高6%左右；行車有力，加速快捷，一般都能提高速度10%以上，猶如飛奔一樣；這些膜的厚度，屬于納米級(jí)的，顯然要比傳統(tǒng)膜微米級(jí)的薄得多，從而解決了發(fā)動(dòng)機(jī)活塞在上下止點(diǎn)時(shí)、曲軸與連桿上下止點(diǎn)時(shí)的空間距離幾乎為零的邊界潤(rùn)滑難題。這是傳統(tǒng)潤(rùn)滑解決不了的，因而再也不會(huì)出現(xiàn)燒機(jī)油現(xiàn)象；更為不可想象的是，當(dāng)放盡機(jī)油后，僅依附殘留在各磨擦副上的納米吸附膜和納米反應(yīng)膜（當(dāng)然也有納米滾珠），就能繼續(xù)行駛數(shù)百公里或更多，發(fā)動(dòng)機(jī)不會(huì)出現(xiàn)燒軸抱瓦的現(xiàn)象；傳統(tǒng)機(jī)油，無(wú)機(jī)油運(yùn)行十公里，發(fā)動(dòng)機(jī)就會(huì)燒軸抱瓦了。
二、 納米滾珠大大降低了磨擦阻力及損耗
在發(fā)動(dòng)機(jī)正常工況下，納米滾珠潤(rùn)滑機(jī)油能生產(chǎn)附著力極強(qiáng)、納米級(jí)的滾珠，粘附在磨擦付表面上，形成滾珠潤(rùn)滑、可靠、持久；具有極高的自潤(rùn)滑、養(yǎng)護(hù)作用，把通常的滑動(dòng)潤(rùn)滑改變?yōu)闈L珠潤(rùn)滑，出現(xiàn)了早效、多效、長(zhǎng)效、快效的非凡功效。
納米滾珠機(jī)油在磨擦學(xué)技術(shù)上開(kāi)拓了嶄新的一頁(yè)，它的創(chuàng)新就是為生產(chǎn)活力滾珠，在技術(shù)上選用了特種材料，創(chuàng)造了其所需要的特定環(huán)境。當(dāng)特定的環(huán)境形成時(shí)，就能生成活力滾珠，由于其抗壓性能特別強(qiáng)，在各種強(qiáng)大的壓力下，只能改變活力滾珠的大小，不能改變滾珠的特性；這樣帶負(fù)電荷的活力滾珠就能和金屬表面正電荷的相互吸引，牢固地附著于金屬表面上，曲軸與連桿上下止點(diǎn)時(shí)，幾乎為零的空間距離，它也能承受強(qiáng)大壓力生存下來(lái)，粘附于磨擦表面上，使兩金屬表面無(wú)法接觸，機(jī)械磨擦類型由滑動(dòng)磨擦變?yōu)闈L動(dòng)磨擦，其結(jié)果就是磨擦損耗、磨擦能耗都大大減少。出現(xiàn)了“超小的磨擦阻力，超低摩擦系數(shù)，超小磨損量，超低的磨擦損耗”的奇特現(xiàn)象。理論上，滾珠潤(rùn)滑的磨擦系數(shù)為零，但在工程實(shí)踐中，只能認(rèn)為超低磨擦系數(shù)，比傳統(tǒng)的降低幾十倍。從而使磨擦副的壽命成倍以至數(shù)倍的延長(zhǎng)，發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命也相應(yīng)地得到延長(zhǎng)，大修理期也相應(yīng)地延長(zhǎng)；從而大大地減少和節(jié)約維修和大修理的費(fèi)用。這是滾珠潤(rùn)滑帶給人類最大的經(jīng)濟(jì)效益；它的這種優(yōu)異功能與傳統(tǒng)的潤(rùn)滑油是截然不同的。
目前，國(guó)內(nèi)外的納米潤(rùn)滑添加劑主要的有：石墨類、陶瓷類、有機(jī)化合物類、高分子類和金屬等類型納米添加劑。納米金屬添加劑，具有修復(fù)功能，同時(shí)也有自身的弱點(diǎn)，納米金屬粒子之間，也容易發(fā)生吸附作用，形成“團(tuán)簇”，發(fā)展為更大的晶粒，從而失去納米粒子的特有效應(yīng)了，此時(shí)不但不能抗磨減磨反而加劇磨損，甚至出現(xiàn)燒機(jī)油現(xiàn)象。
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