昆明理工大學等《TRIBOL LETT》：液態(tài)金屬基SiC/石墨烯混合納米流體，用于極端高溫液壓傳動介質(zhì)
- 分類：產(chǎn)業(yè)新聞
- 作者：文章來自昆明理工大學投稿
- 來源：材料分析與應用
- 發(fā)布時間：2024-07-19 15:21
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【概要描述】
昆明理工大學等《TRIBOL LETT》：液態(tài)金屬基SiC/石墨烯混合納米流體，用于極端高溫液壓傳動介質(zhì)
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1.成果簡介
液壓傳動因功重比高等獨特優(yōu)勢，在各類機械裝備中應用廣泛。隨著航空航天、艦船技術(shù)的發(fā)展，深地、深海、外太空等資源開發(fā)與利用，液壓傳動系統(tǒng)將在更加極端的高溫寬溫變環(huán)境下服役。液壓傳動介質(zhì)的溫度敏感性對元件性能、傳遞效率和動作精度等具有較大影響。目前應用最廣泛的液壓傳動介質(zhì)以礦物油為基礎液，礦物油在高溫條件下存在蒸發(fā)、老化、分解、易燃等固有缺陷，限制了其高溫應用。水基液壓介質(zhì)具有較好的抗燃性，但在高溫下存在結(jié)垢、蒸發(fā)、沸騰等問題。為提升介質(zhì)的高溫工作性能，人們相繼研發(fā)出以磷酸酯、硅油、合成烴、全氟聚醚等作為基礎液的高溫抗燃液壓傳動介質(zhì)。但無論是水基、油基還是其他合成類液壓介質(zhì)，由于在極端高溫寬溫區(qū)的溫度變化沖擊下，其化學結(jié)構(gòu)、熱膨脹性、流變性、熱物性等均存在不穩(wěn)定的問題，均不適宜極端高溫環(huán)境。
本文，昆明理工大學 蔣佳駿、吳張永，云南科威液態(tài)金屬谷研發(fā)有限公司 孟仙、蔡昌禮等研究人員在《Tribology Letters》期刊發(fā)表名為“Preparation of liquid metal-based SiC/Graphene binary hybrid nanofluid and its basic properties as hydraulic transmission medium”的論文（蔣佳駿博士研究生為第一作者），文章針對現(xiàn)有水基、油基及各類無水合成液壓傳動介質(zhì)高溫穩(wěn)定性差等問題，提供一種以液態(tài)金屬基納米流體作為極端高溫液壓傳動介質(zhì)的新思路。
鎵基液態(tài)金屬兼具金屬的功能性和液體的流動性，其高溫性質(zhì)穩(wěn)定，且液態(tài)溫域極寬（Ga:29.8-2400℃, Ga-In-Sn: 10.5-1300℃），流動性好、黏度隨溫度變化不敏感、抗剪切安定性好、飽和蒸汽壓低、導熱性好，滿足液壓傳動介質(zhì)基礎液的基本要求。為進一步提高液態(tài)金屬的性能以匹配液壓傳動介質(zhì)對潤滑性和密封性等要求，采用自潤滑特性和熱穩(wěn)定性良好的SiC納米粒子、物理法石墨烯（Graphene），以及水浴超聲氧化形成的液態(tài)金屬液滴（LMOD），制備LMOP-SiC/Graphene納米添加劑，并在在低氧條件下與Ga-In-Sn液態(tài)金屬進行混合，得到液態(tài)金屬基SiC/Graphene二元混合納米流體液壓傳動介質(zhì)。
2.圖文導讀
圖1、制備流程
圖2、 納米材料微觀結(jié)構(gòu)表征
圖3 、液態(tài)金屬基SiC/Graphene混合納米流體表征
圖4、液態(tài)金屬基SiC/Graphene混合納米流體基本性能
圖5、液態(tài)金屬基SiC/Graphene混合納米流體的溫度-粘度特性
圖6 、液態(tài)金屬基SiC/Graphene混合納米流體的剪切速率-粘度特性
圖7 、液態(tài)金屬基SiC/Graphene混合納米流體的潤滑性
圖8、 液態(tài)金屬基SiC/Graphene混合納米流體的工作性能演示
3.小結(jié)
綜上所述，該文開發(fā)了一種液態(tài)金屬基SiC/Graphene二元混合納米流體，并探索了其基本物理性能、流變性和潤滑性，建立了一個液壓試驗臺，以評估液態(tài)金屬基SiC/Graphene二元混合納米流體對齒輪泵的容積效率和磨損率的影響。研究發(fā)現(xiàn)添加SiC/Graphene混合納米顆粒能夠顯著改善潤滑特性；相較于現(xiàn)有高溫液壓介質(zhì)，液態(tài)金屬基SiC/Graphene二元混合納米流體熱穩(wěn)定性優(yōu)異、溫-粘變化更小、高溫潤滑性能佳。這將為改善液態(tài)金屬的機械性能提供新思路，并為液壓傳動系統(tǒng)的極端高溫環(huán)境適應性提供潛在的可行性。
文獻：https://doi.org/10.1007/s11249-024-01828-6
來源：文章來自昆明理工大學投稿
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