潤滑油へのナノダイヤモンドパウダーの添加効果

潤滑油へのナノダイヤモンドパウダーの添加は、エンジンオイルだけでなく、ウォームギヤーオイル、ギヤーオイル、油圧オイル、真空ポンプオイル、高速機械オイル、工作機械オイルなどにも使用できる。最近の研究では、潤滑油にナノダイヤモンドパウダーを添加することで、以下のような利点があることが明らかになっている：

(1)製品の品質と競争力を向上させ、輸送用具や装置の寿命を延ばし、潤滑油を節約する。

⑵摩擦は20％から40％減少する。

⑶摩擦面の摩耗は30％から40％減少する。

⑷摩擦による慣らし運転。

エンジン慣らしと表面改質の組み合わせ。

ナノダイヤモンドパウダーの単位消費量は、潤滑油1000kgに対して0.01～0.20kgであり、2002年の潤滑油消費量は約4.0×106トン、販売量は数百億元、増加率は年率10％である。ナノダイヤモンドパウダーの特性を利用して、高効率の特殊用途内燃エンジンのブレークインオイルを研究開発し、実験室での物理・化学指標試験とエンジンベンチ試験を経て、ブレークイン時間を大幅に短縮し、ブレークイン品質を向上させ、エンジン相手副表面の耐摩耗性能を向上させ、エンジンの耐用年数を延ばし、エンジンブレークインと表面改質の有機的な結合を実現できることを証明した。

ナノダイヤモンド粉を用いた金属潤滑剤の機能

現在、金属潤滑剤は、摩擦下面の表面を予備研磨するために一般的に使用されており、これにより摩擦下面の表面に金属潤滑剤の耐摩耗性が付与される。実験データから、ナノダイヤモンド粉末を含む金属潤滑剤は、摩耗を1.7～2.0倍低減し、慣らし運転時間を1.5～2.4倍短縮し、摩擦係数を1.25～2.0倍低減できることが証明された。

ブラック＆グレイパウダー改質プラスチック

ナノダイヤモンドパウダーブラックとナノダイヤモンドパウダーグレーによる改質プラスチックの効果は以下の通りである：

(1)未修飾の黒色粉末複合材料の空気中での熱酸化特性は改善され、05%の黒色粉末を充填したHDPEおよびLLDPE複合材料の熱分解温度は、純粋なマトリックスの熱分解温度と比較して、それぞれ9℃および5℃上昇した。

(2) ポリマーを充填した未変性の黒色粉末では、得られた複合材料の引張強さはあまり変化せず、充填量が多くなると減少した。改質黒色粉末を充填すると引張強さが向上した。衝撃強さは、未改質黒色粉末、改質黒色粉末のいずれを充填しても低下した。複合材料の摩擦および摩耗性能は、黒色粉末の量が増加するにつれて増加する。すべての要因を考慮すると、HDPEに対する黒色粉末の最適な充填量は0.5%であり、LLDPEに対するより良い充填量は0.3%から0.5%である。

(3)0.5%黒色粉末HDPE複合材料を充填し、試験荷重は2kgより低く、変化の影響の荷重による摩擦摩耗性能は大きくなく、2.5kg以上、摩擦摩耗性能は著しく悪い。0.5%黒色粉末LDLPE複合材料を充填し、試験荷重は10kgより低く、変化の影響の荷重による摩擦摩耗性能は大きくなく、10kg以上、摩擦摩耗性能は著しく悪い。 0.5%ブラックパウダーを充填したLDLPE複合材料の摩擦摩耗性能は荷重の影響を受けない。

(4)未変性のナノダイヤモンドブラック粉末またはナノダイヤモンドグレー粉末は、PP中での分散性および相溶性がより良好である。ナノダイヤモンドブラック粉末またはナノダイヤモンドグレー粉末の添加は、PPのa-状態結晶の結晶化度を増加させるが、他のタイプの結晶の形成にはつながらない。 0.06%のナノダイヤモンドブラック粉末または0.06%のナノダイヤモンドグレー粉末を添加したPPの結晶化度は、基材と比較してそれぞれT16.74%および25.83%増加した。PP基複合材料の引張強さはフィラー含有量の増加とともに増加するが、衝撃強さは減少する。 PPマトリックスの結晶領域の誘起結晶化と非晶質領域の誘起配向に対するフリーラジカルの二重効果により、PP基複合材料の衝撃強度はナノ粒子含有量の増加とともに変動し、最大値はフィラー含有量の0.06%付近で生じる。 PPの特性に対するナノダイヤモンドダストグレー粉末の改善効果は、ナノダイヤモンドダストブラック粉末の改善効果よりも優れている。

(5)エポキシ樹脂接着剤にナノダイヤモンドダストとグレイパウダーを添加すると、破損防止強度が2～2.5倍になる。