王勇，關集俱，，徐正亞，李特，高超，許雪峰

1蘇州工業(yè)職業(yè)技術學院精密制造工程系；2常熟理工學院機械工程學院；3浙江工業(yè)大學特種裝備制造與先進加工技術教育部重點實驗室

1 引言

切削加工過程中，切削液被注入切削加工區(qū)域起到冷卻和潤滑等作用，從而降低切削區(qū)域溫度、提高工件質量和減緩刀具磨損等[1，2]。常見切削液主要有油基和水基兩種，通常會在基礎液中加入潤滑劑、防腐劑和防銹劑等添加劑滿足加工需求[3]，合適的切削液對切削加工質量、加工效率、刀具壽命等都有顯著影響。傳統(tǒng)切削液由于在成分和配方等方面受到限制，其在冷卻和潤滑等方面的性能提升空間十分有限，且傳統(tǒng)切削液中含硫、磷、氯等元素的添加劑，對環(huán)境和人員健康具有一定危害[4]。因此，開發(fā)性能優(yōu)良的綠色環(huán)保型切削液是未來的發(fā)展趨勢。

納米流體是按照一定比例將各種納米粒子分散到基礎液中所形成的懸浮液[5]。近年來，國內外學者將納米流體應用到切削加工領域，取得了良好的加工效果[6，7]。與傳統(tǒng)切削液相比，納米流體具有更好的導熱性能以及較好的摩擦學性能，能更好地降低切削溫度和進一步提高基礎液的潤滑性能[8，9]。因此，作為一種能較好實現(xiàn)冷卻、潤滑作用且環(huán)境友好的加工方法，基于納米流體的切削加工技術具有良好的應用前景。本文綜述了近年來利用納米流體進行切削加工的研究狀況，探討了其中的關鍵問題，展望了未來發(fā)展趨勢。

2 納米流體的制備方法與性能

2.1 納米流體的制備方法

納米流體中納米粒子的粒徑在納米級別，與毫米、微米級的粒子相比，粒子間的布朗運動能使其不易沉淀，可以得到更優(yōu)的懸浮性流體，但由于粒徑在納米級時，納米粒子的比表面積增大，導致納米粒子的表面能極高，容易造成納米粒子團聚，形成的較大團聚體在重力作用下沉淀[10]。因此，納米流體的制備不是簡單的固-液混合，必須采用合適的方法使納米顆粒均勻、穩(wěn)定地分散于基液中。

常見的納米流體制備方法主要有一步法和兩步法兩種。一步法是指利用氣相法、液相法和球磨法等方法制備納米粒子的同時將粒子直接分散到基礎液中，納米粒子和納米流體的制備同時完成[11]。兩步法是先按一定比例將納米粒子和基礎液(油、水等)直接混合，再根據(jù)納米粒子的性能添加一定量的分散劑，并施加超聲振動和機械攪拌使其分散，使得納米粒子在基礎液中均勻且穩(wěn)定分布，得到具有良好懸浮穩(wěn)定性的納米流體[12]。如宮樂[13]利用兩步法制備了添加石墨和碳納米管粒子的植物油基納米流體并應用于切削加工，靜置實驗表明，納米流體的懸浮穩(wěn)定性較好。

2.2 納米流體的導熱性能

切削加工時切削區(qū)域產生大量熱量，造成切削區(qū)域溫度升高，直接影響刀具的磨損情況、使用壽命、工件的加工精度和表面質量。因此，切削加工時需要選用合適的切削介質及時帶走切削區(qū)域熱量。由于納米顆粒的加入提高了基液的導熱系數(shù)，利用其作為切削介質時能更顯著地降低切削區(qū)域溫度，因而引發(fā)國內外研究者廣泛關注。

Li Xiaoke等[14]將SiC納米顆粒添加到導熱油中，利用油酸作為分散劑，通過機械攪拌和超聲分散制備SiC納米流體，并比較了不同體積分數(shù)和溫度的油基納米流體導熱系數(shù)，結果表明，SiC納米流體的導熱系數(shù)隨納米粒子體積分數(shù)的增加而增大，當體積分數(shù)小于0.6%時，導熱系數(shù)隨溫度升高變化不大，當體積分數(shù)超過0.6%時，溫度升高會導致導熱系數(shù)明顯增大(見圖1)。Saidur R.等[15]和Kakac S.等[16]通過研究發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)切削液相比，納米流體的導熱能力更好，而且納米流體的導熱性能強化是其在各種應用中獲得更好性能的一個重要因素。Srikant R.R.等[17]通過研究發(fā)現(xiàn)，在切削液中加入納米粒子可以改善其冷卻性能，并估算出所需最佳納米粒子濃度為6wt.%。He Y.等[18]通過研究發(fā)現(xiàn)，在基礎液中添加納米粒子可以改善熱傳導性，且隨著顆粒濃度的增加和粒徑的減小，導熱性增大。Choi S.U.S.等[19]通過研究表明，在基液中添加多壁碳納米管(MWCNT)，納米流體的熱導率提升顯著，與基液相比可提高150%～200%。

圖1 SiC納米粒子質量分數(shù)對納米流體導熱系數(shù)的影響

2.3 納米流體的摩擦學性能

納米流體的摩擦學特性對其在切削區(qū)域的潤滑和冷卻作用十分關鍵，良好的減摩特性對降低切削溫度及延緩刀具磨損等具有重要意義。Wang B.G.等[20]研究了采用功能化多壁碳納米管制備的水基納米流體的摩擦學性能，結果顯示，納米流體在800N 壓力下具有更好的減摩作用，功能化多壁碳納米管會填補摩擦表面的微間隙，沉淀在摩擦表面并形成一個自組裝薄膜，從而為表面提供保護。彭銳濤等[21]使用離子液體[EMIm]BF4分散MWCNTs，再以[EMIm]BF4-阿拉伯樹膠(GA)為添加劑分散二硫化鉬(MoS2)，最后將二者的水溶液復合配比得到復合納米流體，并對不同納米顆粒配比的復合納米流體的潤濕性能和摩擦學性能進行測試，結果表明，MWCNTs和MoS2質量分數(shù)分別為0.6%和1.2%時復合納米流體的鋪展成膜能力和減摩抗磨性能最佳，XPS分析表明，MWCNTs和MoS2共同參與摩擦并在基底成膜，由此實現(xiàn)了協(xié)同高效潤滑。

圖2為納米顆粒的潤滑機制，目前一般認為納米微粒在摩擦界面起到“微軸承”、“微鋼球”的支撐作用[22]。Li Xiaodong等[23]研究了C60作為固體潤滑劑的作用機理，認為其具有表面能低、化學穩(wěn)定性高和分子鏈穩(wěn)定的特點，在摩擦過程中容易沉積在摩擦金屬表面形成沉積膜，且球形結構使其可以在摩擦副間自由滾動，起減摩抗磨作用。

圖2 納米粒子的潤滑作用機理

2.4 納米流體的潤濕性能

納米流體的表面張力越低其潤濕性能以及在切削加工區(qū)域的滲透性能越好。Manojkumar K.等[24]將多壁碳納米管加入葵花油中研磨AISI52100鋼時發(fā)現(xiàn)，所制備的納米流體具有更好的潤濕性，降低了砂輪磨損并改善了工件表面質量。Kumar R.等[25]研究了添加單壁碳納米管對基液表面張力的影響，證明納米粒子的粒徑越小，所制備納米流體的表面張力越低。Tanvir S.等[26]研究了添加碳納米管和Al2O3納米流體的表面張力，結果表明，添加碳納米管和分散劑能夠減小流體表面張力，而添加Al2O3納米粒子則起相反作用。李碧[27]研究了納米石墨、MoS2的水基和油基納米流體切削液的熱物性能，證明加入少量納米顆粒使體系的表面張力減小，電導率增加，超聲時間對上述熱物性能也有影響。

3 納米流體在典型切削加工中的應用

3.1 在車削加工中的應用

應用于車削加工領域時，納米流體具有較好的切削加工性能。Rao S.N.等[28]利用碳納米管(CNT)納米流體進行微量潤滑(MQL)車削，測試了切削溫度和刀具磨損的變化情況，并與干切削和以水作為切削介質的加工方式進行對比，結果表明，利用納米流體進行加工時，刀具初始磨損速率和初始切削溫度上升較快，隨著切削的進行，刀具磨損值和切削溫度逐漸趨于穩(wěn)定，切削溫度隨CNT濃度的增加而降低；當CNT濃度達到2%時，切削溫度明顯降低，且刀具磨損值顯著減??；當CNT濃度繼續(xù)增加時，磨損率保持穩(wěn)定。Khandekar S.等[29]利用含量為1%的Al2O3納米流體車削加工AISI4340工件，實驗測試了三種切削條件(干式、傳統(tǒng)切削液和Al2O3納米流體)下Al2O3納米流體相對于其他兩種加工方式的優(yōu)勢，結果表明：與純水和傳統(tǒng)切削液相比，在基礎液中添加1%的Al2O3納米粒子能夠增強其潤濕性能；使用Al2O3納米流體可產生小而分散的碎屑，為切削區(qū)域帶來了更好的潤滑和冷卻效果；納米流體還降低了刀具磨損，改善了切屑在刀具上的黏附現(xiàn)象；與傳統(tǒng)切削液加工和干式加工相比，使用Al2O3納米流體進行加工時，切削力分別降低了30%和50%，加工工件平均表面粗糙度分別降低了28.5%和54.5%(見圖3)。

圖3 使用納米流體進行車削時的切削力和工件表面粗糙度的變化

Prasad M.M.S.等[30]研究了MQL條件下利用石墨納米流體車削AISI1040鋼的性能，結果表明，隨著石墨納米粒子濃度增加，納米流體的pH值、黏度和導熱系數(shù)都會增加，且加工時工件表面粗糙度、刀具磨損、切削溫度和切削力均出現(xiàn)降低；當納米石墨濃度為0.3%且MQL流速為15mL/min時，切削性能最佳。韓聰聰[31]利用金剛石刀具進行了納米流體微量潤滑條件下車削鈦合金的實驗，結果表明，納米流體能夠有效抑制金剛石刀具磨損程度，在體積分數(shù)為0.2%的碳納米管—黃豆油納米流體切削條件下，鈦合金工件加工表面粗糙度值最小。

Sayuti M.等[32]研究了SiO2納米流體硬態(tài)車削AISI 4140鋼時的加工性能，所用刀具為涂層硬質合金刀具，試驗利用田口法對納米粒子濃度、氣壓和噴嘴方向進行了優(yōu)化，結果表明，當SiO2濃度為0.5wt.%、氣壓為2bar及噴嘴方位角為60°時，刀具磨損最?。划擲iO2濃度為0.5wt.%、較低氣壓及噴嘴方位角為30°時，工件表面質量最佳。Roy S.等[33]利用Al2O3和MWCNT納米流體，通過雙噴射MQL系統(tǒng)對AISI鋼進行高速車削，結果表明，切削加工時3vol.%的Al2O3和1vol.%的MWCNT納米流體能顯著降低切削力，而在降低工件殘余拉伸應力方面，MWCNT納米流體比Al2O3納米流體更有效。邵維范[34]使用納米流體霧化噴射的冷卻方式改善了車削加工環(huán)境，提高了鈦合金表面的加工質量和金剛石刀具的耐用度，結果表明，車削鈦合金時，使用霧化納米流體噴射方式的降溫效果良好，切屑和刀具表面最高溫度分別為168℃和142℃，相比普通冷卻方式的溫度下降了約70%。

3.2 在銑削加工中的應用

納米流體應用于銑削時也能取得較好的加工效果。Lee P.H.等[35]在端面銑削中使用了MoS2納米流體，并對比傳統(tǒng)冷卻方式和冷風切削，證明采用MoS2納米流體進行微量潤滑加工可以減少切削力，并得到更優(yōu)的工件表面質量。Rahmati B.等[36]采用MoS2納米流體在立式加工中心端銑Al6061-T6合金，并對其表面形貌進行了研究，基礎油中MoS2納米粒子的濃度分別為0.0wt.%，0.2wt.%，0.5wt.%和1.0wt.%，結果表明，由于在加工區(qū)域的滾動、填充和拋光作用，潤滑劑中的MoS2納米顆粒提高了加工表面質量，MoS2納米顆粒濃度為0.5wt.%時，表面質量最優(yōu)，當濃度增加到1wt.%以上時，表面質量有所下降。

Marcon A.等[37]制備了水基石墨納米流體切削液，并以微量潤滑的方式用于H13模具鋼微銑削，結果表明，納米流體冷卻潤滑條件可以明顯減小切削力，且對工件有良好的拋光作用。Sayuti M.等[38]制備了洋蔥狀富勒烯C60的油基納米流體切削液，并開展了銑削硬質鋁合金航空件的研究，結果證明，添加C60可以降低21.99%的銑削力，切削表面粗糙度可以提高46.32%，C60在切削摩擦界面充當“納米滾球”，從而起到降低切削力和減小刀具磨損的作用。

Sayuti M.等[39]還對新型SiO2納米流體潤滑作用下銑削Al6061-T6的表面形貌進行了研究，SiO2的濃度分別為0.0wt.%，0.2wt.%，0.5wt.%和1.0wt.%。結果表明，增加SiO2納米粒子濃度促進了刀—屑界面保護膜的生長，加工表面形成的薄膜提高了工件表面質量，降低了切削溫度和切削力(見圖4)。董蘭等[40]以Ti- 6Al- 4V為工件材料，棉籽油為微量潤滑基礎油，將6種不同納米粒子(Al2O3，MoS2，SiO2，CNTs，SiC和石墨)以1.5%的質量分數(shù)用二步法配制成納米流體，并進行微量潤滑銑削，通過對銑削力、銑削瞬時溫度、表面粗糙度值及表面微觀形貌進行實驗評價表明，添加SiO2納米粒子的納米流體銑削力較大，但銑削時工件的溫度最低，說明SiO2納米粒子的冷卻能力在這些納米粒子中最強；SiO2和Al2O3納米流體銑削工件時，切削溫度快速下降且能降到較低值，同時在Al2O3和SiO2納米粒子作用條件下都能達到較好的表面粗糙度值；與純棉籽油相比，加入Al2O3納米粒子時工件的表面粗糙度值降低了66.7%。劉運宇[41]在蓖麻油基礎液中添加納米粒子，進行的鎳基高溫合金銑削加工實驗結果表明，納米流體可以起到更好的冷卻減磨作用，在高速銑削時，納米流體依然可以發(fā)揮較好的性能。

圖4 SiO2納米粒子濃度對切削力、切削溫度和工件表面粗糙度的影響

3.3 在磨削加工中的應用

磨削加工過程中產生的熱量多，磨削區(qū)域溫度升高快，由于納米流體具有較強的換熱性能，因此作為切削液在磨削加工領域中得到了充分研究。Shen B.等[42]研究了MQL條件下利用MoS2納米流體磨削鑄鐵工件時的性能，結果表明，與不含MoS2納米粒子基礎油澆注式潤滑相比，添加MoS2納米粒子的CANMIST油、石蠟油和大豆油納米流體在磨削加工時的磨削力分別降低27%，21%和9%，砂輪壽命提高46%，35%和15%。Alberts M.等[43]研究了納米石墨納米流體磨削工具鋼時的性能，探討了石墨類型、粒徑和濃度對加工過程中磨削力和表面質量等的影響，結果表明，與較小的納米顆粒(1μm)相比，較大的納米顆粒(15μm)在降低表面粗糙度、磨削力和磨削比能方面更有效，納米石墨濃度為1wt.%時，磨削表面質量最好。

Lee P.H.等[44]研究了MQL條件下納米金剛石(ND)納米流體磨削SK-41C工具鋼時的特性，與干式磨削相比，采用ND粒子(粒徑30nm)時的磨削力切向分量和法向分量分別降低了30.3%和33.2%，表面粗糙度降低了64%；與較大尺寸粒子(150nm)相比，采用直徑為30nm的ND粒子時，被磨削表面更光滑。研究還發(fā)現(xiàn)，納米金剛石顆粒尺寸對磨削力的影響甚微，顆粒濃度對表面粗糙度影響不大(見圖5)。Zhang Yanbin等[45]對混合納米流體磨削條件下的工件表面質量和表面粗糙度進行了分析，發(fā)現(xiàn)相對于單一納米流體，混合納米流體具有物理協(xié)同作用。當納米粒子進入磨削區(qū)域后納米粒子形成夾層結構，不同納米層之間形成出現(xiàn)滑移層，當進行機械加工時，滑移層能有效降低磨粒與工件之間的摩擦力，混合納米流體存在某一最佳質量分數(shù)，超過該質量分數(shù)也會導致工件表面質量下降。

圖5 干切削、微量潤滑和納米流體微量潤滑對磨削力和工件表面粗糙度的影響

Prabhu S.等[46]研究了使用碳納米管(MWCNT)納米流體進行磨削時工件表面的特性，磨削加工在四種條件下進行，分別為干磨削、水溶性油潤滑、SAE20W40潤滑油潤滑和納米流體(SAE20W40潤滑油+MWCNT)潤滑，四種潤滑條件下的表面粗糙度分別為0.251μm，0.137μm，0.096μm和0.057μm，采用碳納米管可使表面質量由微米級提高到納米級。Setti D.等[47]研究了MQL條件下水基Al2O3納米流體的磨削效果，并采用田口法建立了表面質量和磨削力預測模型，結果表明，與傳統(tǒng)切削液和純水相比，Al2O3納米流體能更好地降低磨削力。Kalita P.等[48]研究了MoS2納米流體噴射磨削過程中摩擦化學潤滑膜的形成，并采用SEM分析工件表面微觀結構，采用EDS分析表面化學成分，結果顯示，在工件表面發(fā)現(xiàn)了含有Mo-S-P化學絡合物的摩擦化學膜，磨削區(qū)域摩擦膜層中存在納米顆粒，由于其連續(xù)剪切和排列現(xiàn)象而產生潤滑作用。

彭銳濤等[49]通過向水中添加多壁碳納米管(MWCNTs)、二硫化鉬(MoS2)、離子液體(ILs，[EMIm]BF4)和阿拉伯樹膠(GA)，制備出穩(wěn)定分散的水基ILs-MWCNTs/MoS2混合納米流體，并利用納米流體與傳統(tǒng)磨削液進行內冷卻磨削對比試驗，分析了兩種磨削液條件下的磨削溫度和表面完整性。在混合納米流體作用下，磨削溫度、表面粗糙度和顯微硬度分別降低了8.1%，21.4%和6.56%，殘余壓應力增加了11.6MPa，表面形貌也更為光滑規(guī)整，混合納米流體體現(xiàn)出更好的磨削性能。而EDS分析表明，在離子液體與納米顆粒的物理協(xié)同強化作用下，混合納米流體表現(xiàn)出優(yōu)異的冷卻與潤滑性能，并改善了磨削性能。

Mao C.等[50]對比研究了水基Al2O3納米流體磨削AISI 52100鋼時的性能，利用掃描電鏡分析了磨削后工件的表面形貌，利用光學顯微鏡分析了工件橫截面的顯微組織。結果表明：與干式磨削相比，MQL磨削能夠獲得更好的表面光潔度和較低的磨削溫度；與MQL磨削相比，澆注式冷卻的潤滑效果更好；Al2O3納米流體MQL磨削降低了磨削力和磨削溫度，提高了表面光潔度；由于納米顆粒的滾珠軸承效應，與純水MQL磨削相比，Al2O3納米流體具有更好的潤滑性能。Liao Y.S.等[51]通過研究水基納米流體對鈦合金磨削的影響發(fā)現(xiàn)，由于納米流體磨削時產生的磨削力和摩擦系數(shù)較小，導致砂輪載荷較小，被加工工件表面光潔度較好，在MQL高壓作用下，納米顆粒能有效地到達磨削區(qū)域，提高了納米顆粒在磨削過程中的功效，從而降低了磨削力，改善了工件表面光潔度。

楊杰[52]將納米MoS2顆粒添加到植物性低溫磨削液中，制備出不同質量分數(shù)的低溫納米流體，并基于干式磨削、澆注式磨削、低溫冷風微量潤滑磨削和低溫冷風納米粒子射流微量潤滑磨削四種不同的磨削工況，對淬硬軸承鋼材料進行了磨削加工實驗，實驗結果表明，低溫納米粒子射流微量潤滑技術可以有效降低磨削過程中的磨削力和磨削溫度，提高表面質量，尤其是在高速重載條件下，其優(yōu)越的冷卻潤滑性能更加突出。

3.4 在孔加工等其他切削領域的應用

Nam J.S.等[53]在加工微孔時使用了添加納米金剛石(ND)的油基納米流體，通過與沒有添加納米顆粒的基礎油對比，證明含有1vol.% ND顆粒的石蠟油和含有2vol.% ND顆粒的植物油可以更有效地降低鉆孔時的扭矩，含1vol.% ND顆粒石蠟油產生的鉆削扭矩最低。由于納米流體在鉆削區(qū)域具有較好的陷入和滲透性，因而在基礎油中加入ND顆粒提高了冷卻潤滑效果，加工出的孔壁更光滑且進給力更小，含ND的納米流體切削液顯著降低了扭矩值，提高了刀具壽命。

楊永豐[54]研究了油基納米流體切削液在拉削加工中的應用，開展了植物油、納米顆粒和納米顆粒濃度優(yōu)選拉削試驗，結果表明，與純芝麻油相比，在芝麻油中加入氧化銅納米顆粒后負載減小值在波峰、波谷上分別提高了62.7%和68.6%，充分論證了綠色油基納米切削液MQL技術在拉削加工中應用的可行性。

馮國棟[55]對納米流體微量潤滑技術在攻絲加工中的應用進行了試驗研究，與純植物油MQL加工方式相比，采用納米流體MQL加工方式獲得的攻絲扭矩顯著降低，不同濃度納米流體的減載效果以0.5wt.%為最佳，采用納米流體MQL加工技術可以有效抑制螺紋表面缺陷。

4 納米粒子在切削加工區(qū)域的作用機理

在基礎液中添加納米顆粒可以顯著降低摩擦和提高摩擦件的承載能力。研究人員探索了多種機制來解釋納米流體改善潤滑性能的原因，包括摩擦膜形成[56-58]、滾珠軸承效應[59，60]、修補效應[61]和拋光效應。Lee K.等[62]描述了納米粒子的兩種效應：一是直接效應，即滑動—滾動—成膜；另一種是表面增強效應，即修補—納米流體拋光。對各種納米顆粒在切削加工過程中的作用進行分析。

SiO2：SiO2納米顆粒在加工表面會生成一層薄保護膜，刀—屑界面上大量納米顆粒的滾動作用降低了摩擦系數(shù)，這有助于減少切削力、功耗和比能量，從而降低切削區(qū)域溫度，減緩刀具磨損，改善表面光潔度[63，64]。

MoS2：MoS2納米顆粒在加工界面的穿透和滯留形成了Mo-S-Fe化學復合物的摩擦化學膜，有效改善了刀—工之間的潤滑狀況。此外，MoS2納米粒子在工件界面的滾動作用可以降低摩擦系數(shù)，進而降低切削力[65-67]。

Al2O3：納米顆粒陷入晶粒、斷裂溝槽、砂輪孔以及切屑與顆粒之間的區(qū)域，具有摩擦膜和納米滾珠軸承作用，表現(xiàn)出良好的潤滑效果，納米顆粒濃度越高，表面光潔度越高[67，68]。

CNTs：在切削液中加入碳納米管可提高切削液的換熱性能，有利于降低切削區(qū)域的溫度，延長刀具壽命。CNTs還能在切削區(qū)域起到“微軸承”的作用，進而減緩切削區(qū)域的摩擦[69]。

納米金剛石(ND)：ND顆粒呈球形，表面積大，易被金屬表面吸收，在刀—工界面表現(xiàn)出納米滾珠軸承和自修整效應，且由于ND顆粒在鉆孔區(qū)域的滲透和陷滯作用，從而提高了冷卻和潤滑效果，并抑制碎屑黏附在刀具上。此外，其滾珠效應能消除切削過程中的毛邊和碎片，提高了切削質量[70]。

碳洋蔥(C60和C70)：C60和C70納米顆粒的滾動作用可以降低摩擦系數(shù)，此外，C60和C70納米流體在切削加工時有利于降低切削溫度，進而降低刀具磨損和表面粗糙度[71]。

5 結語

與基礎液相比，納米流體切削液具有較好的摩擦學性能和換熱性能，在基礎液中加入納米顆粒后，加工過程中切削液的功耗、切削力、表面粗糙度、切削溫度、刀具磨損和摩擦系數(shù)顯著降低。但目前納米流體在切削加工中的應用存在一些問題與局限性，如納米粒子在基礎液中的分散穩(wěn)定性差，容易團聚和沉淀等，影響其冷卻與潤滑性能；納米粒子的較高成本也限制了其應用。因此，在納米流體的制備、成本和工藝等方面仍需要進行以下方面研究。

(1)開發(fā)高效、經濟的納米流體制備方法，以降低使用成本。

(2)進一步提高納米流體的摩擦學性能、導熱性能、潤濕性以及分散穩(wěn)定性等性能，如添加多種納米粒子，開發(fā)水基、油基以外的其他種類基礎液等。

(3)基于納米流體的切削加工工藝優(yōu)化。如與MQL等技術相結合，研究操作參數(shù)(如納米粒子形狀、尺寸、濃度、流量、噴嘴角度、噴射距離和氣壓等)對加工性能參數(shù)的影響，進一步拓展納米流體的應用領域。