TWI614333B - 用於機件之表面改質的方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種用於機件表面改質的方法。該方法包含：混合奈米無機材料、界面活性劑以及基礎油以形成混合液；將混合液加入預先放有機油之引擎中；以及利用引擎運轉產生之溫度及壓力對機件進行表面改質。其中，該奈米無機材料係選自由下列所組成之群組：氧化鋁、二氧化鈦、氧化鎂、氧化錫、氧化鋅、氧化鎳、二氧化矽、藍寶石及其組合。經表面改質後的機件與機件之間的摩擦阻力降低、減少動能損失、預防油泥污垢堆積、並可整體提升引擎效能以降低油耗、並減緩機件磨損以延長使用壽命。

Description

用於機件之表面改質的方法

本發明係關於一種表面改質的方法，特別是用於車輛內部機件的表面改質方法。

車輛於運轉時，引擎內部機件與機件之間的接觸面會產生磨耗，因而增加摩擦力並產生熱能散逸。當長時間運轉後，機件與機件的表面的磨耗加劇，且使得車輛的油耗增加。

為了避免車輛引擎運轉所產生的磨耗及損傷，通常使用機油(或稱潤滑油)來做為機件與機件之間的潤滑媒介。目前有各種習知方式可用來增加機油的潤滑度及黏性。舉例來說，中華民國專利公開號201305325便提供一種用於機油的添加劑，其包含數種活性離子元素。專利公開號200517485則提供將奈米等級之石墨添加至潤滑油中。前述機油添加劑的主要目的是改變機油本身的潤滑特性，使增加潤滑特性的機油在引擎運轉的過程中減少機件與機件之間的摩擦阻力。然而，前述機油添加劑僅能一次性地施用，且隨著里程數增加，當更換新的機油時需再次添加機油添加劑。因此前述習知方式無法從根本解決零件之間摩擦耗能之問題。

另一方面，雖然目前產業界亦有提供於機件上覆蓋一層表面材料的鍍膜(coating)方法。該種鍍膜方式雖較僅使用機油的方式持續較久時間，然經過一定時間的使用，仍會逐漸磨耗所鍍上的表面材質。此外，若要達到最佳的鍍膜效果，係需將車輛內部機件逐一拆卸，並先行清洗機件上的積碳油泥等髒汙再行塗佈，進而增加施作鍍膜的成本。

因此，對如何有效地降低車輛運行時內部機件之間產生的磨耗並達到最大動能輸出效益，仍存在著改良之必要。

有鑑於上述問題，本發明的目的在於提供一種可根本性地解決機件之間磨耗的方法。

為了達成該目的，本發明提供一種對機件表面改質的方法，其包含下列步驟：混合奈米無機材料、界面活性劑以及基礎油以形成混合液；將混合液加入引擎中；以及利用引擎運轉產生之溫度及壓力對機件進行表面改質。其中，奈米無機材料可選自由下列所組成之群組：氧化鋁、二氧化鈦、氧化鎂、氧化錫、氧化鋅、氧化鎳、二氧化矽、藍寶石(sapphire)及其組合。

較佳地，奈米無機材料之粒徑可為1nm-200nm。

較佳地，奈米無機材料可包含氧化鋁25~35wt%、二氧化鈦10~20wt%、氧化鎂25~35wt%、藍寶石18~24wt%、氧化錫1~3wt%以及氧化鋅1~3wt%。

較佳地，基礎油可為聚-1-烯烴(Polyalphaolefin，PAO)。

較佳地，界面活性劑可包含陰離子界面活性劑、陽離子界面活性劑、非離子界面活性劑或兩性離子界面活性劑。

根據本發明提供的表面改質的方法，奈米無機材料可進一步包含：氧化鋁25~35wt%、二氧化鈦25~35wt%、二氧化矽20~30wt%、氧化錫1~10wt%、氧化鋅1~10wt%、以及氧化鎳1~10wt%。

根據本發明提供的表面改質的方法，進一步可包含將該混合液加入預先放有變速箱中的步驟。

承上述，奈米無機材料可包含藍寶石15~20%、二氧化矽30~35%、氧化鋁8~12%、二氧化鈦8~12%、氧化錫9~11%、氧化鋅9~11%以及氧化鎳9~11%。

較佳地，可運轉引擎至里程數至少為300km。

根據本發明提供的表面改質的方法，利用引擎運轉時產生的溫度與壓力，可具有下述多個優點：

(1)可在不拆除機件的前提下有效去除機件內部之髒污。

(2)改變機件表面特性，根本地優化機件的表面特性，降低機件與機件之間的摩擦阻力。

(3)提升車輛的引擎整體動能，有效降低油耗。

S1-S3‧‧‧步驟

第1圖為根據本發明之一實施例的流程圖。

第2圖為根據本發明之實例於引擎表面改質後的測試結果示意圖。

第3圖為根據本發明之另一實例於引擎表面改質後的測試結果示意圖。

第4圖為根據本發明之又一實例於引擎表面改質後的測試結果示意圖。

以下將參照圖式進一步對本發明的實施例詳細說明。

本發明提供一實施例，其為一種用於車輛機件的表面改質的方法。本實施例的步驟可參閱圖式第1圖來理解。第1圖為根據本發明之一實施例的流程圖。首先，本發明實施例的表面改質的方法包含下列步驟：將奈米無機材料、界面活性劑以及基礎油(base oil)混合以形成混合液(步驟S1)。接著，將前述混合液加入預先放有機油之引擎中(步驟S2)。利用引擎運轉產生之溫度及壓力對機件進行表面改質(步驟S3)。

詳言之，在步驟S1中，奈米無機材料可包含金屬，例如鎂、鋅、鎳、錫、鋁、鈦、銀或金；亦可包含非金屬，例如氧化矽、剛玉、石墨或鑽石。在本實施例中，所謂奈米無機材料者，係指粒徑為1nm至200nm的金屬粒子或非金屬粒子，在奈米尺度下自然形成氧化態，並且以高密度(單位體積的奈米顆粒量)儲存於液態水中。奈米無機材料係選自由下列所組成之群組：氧化鋁、二氧化鈦、氧化鎂、氧化錫、氧化鋅、氧化鎳、二氧化矽、藍寶石(sapphire)及其組合。在本實施例中，各奈米無機材料的粒徑範圍可為：1nm至80nm、2nm至100nm、5nm至150nm、10至180nm或15nm至200nm；較佳地，可為2nm至60nm、5nm至80nm、或10nm 至50nm。在本實施例中，奈米無機材料的密度為每100ml內有20至60g，最佳為45g至60g，然不限於此。為了使得將高密度的奈米無機材料可與基礎油互溶，另添加佔基礎油總體積3~7%的界面活性劑。

承上述，基礎油可為所屬技術領域習知之任意用於工業、汽車零件上的潤滑基礎油，亦可為美國石油協會(American Petroleum Institute)建議分級之第四組(Group IV)及/或第五組(Group V)之合成油。在本實施例中，基礎油為聚-1-烯烴(Polyalphaolefin，PAO)，但不限於此。作為溶質的基礎油之體積係根據欲施用的車輛內部機件之總表面積加以估算。舉例而言，可利用所施用的車輛的內部缸數與搭配固定比例體積之基礎油。詳言之，缸數3至4，則基礎油的體積為20至30ml；缸數5至6，基礎油體積為30至40ml；缸數7-8，基礎油體積為40至50ml。此外，若以變速箱而言，8公升的變速箱則添加總體積為30ml的基礎油；大於8公升的變速箱則為60ml的基礎油。

承上述，界面活性劑可為所屬技術領域習知之任意種類之界面活性劑及其組合。舉例來說，陰離子界面活性劑、陽離子界面活性劑、非離子界面活性劑及兩性離子界面活性劑。陰離子界面活性劑可為但不限於：硬脂酸(Stearic acid)或十二烷基苯磺酸鈉(sodium dodecyl benzene sulfonate，SDBS)。陽離子界面活性劑可為但不限於：四級銨鹽(quatemary ammonium salt)、氯化N,N-二甲基-N-十四烷基苯甲銨(N-benzyl-N,Ndimethyltetradecan-1-aminiumchloride)、或十二基硫酸參(2-羥基乙基)銨鹽(tris(2-hydroxyethyl)ammoniumdodecylsulfate)。再者，非離子界面活性劑可為但不限於：脂肪醇-C12-15-聚氧乙烯醚(Alcohols,C12-15,ethoxylated)、異十三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚(Alcohols, C11-14-iso-,C13-rich,ethoxylated propoxylated)、聚氧丙烯聚氧乙烯共聚物(Polyethylene-polypropylene glycol)或聚山梨酯(吐溫)。兩性離子界面活性劑可為，但不限於，N,N-二甲基-N-烷基-N-羧基甲基、N,N-二烷基胺基烯羧酸鹽、N,N,N-三烷基-N-磺烯內銨鹽或N,N-二烷基-N,N-雙聚氧乙烯硫酸酯內銨鹽。所屬技術領域中具有通常知識者，可根據所屬技術領域關於界面活性劑的通常知識而選用搭配最適的界面活性劑。且前述界面活性劑僅為例示，而不以此為限。

接著，如步驟S2所述，透過界面活性劑將奈米無機材料與基礎油混溶，以形成一混合液之後，將此混合液加入預先放有機油之引擎中，如此機油含有前述的混合液，並可隨引擎運轉而隨著機油而被帶至車輛內機油所及之內部機件。機油可為任意市售、商業上可得之機油，不限廠牌與型號。

接著進行步驟S3，啟動車輛，使引擎運轉。引擎的汽缸內空氣和燃料的混合氣燃燒後，因熱膨脹在汽缸內形成高壓氣體，推動活塞帶動曲柄連桿機構產生旋轉扭矩，如此燃料的化學能最終轉化為旋轉的動能以推動車輛前進。如此一來，引擎運轉時，會使得內部零件及周圍機件具有高溫，且機件與機件之間可產生壓力。由於界面活性劑所佔總體積甚小，因此利用引擎運轉時產生的高溫高壓，可揮發界面活性劑。如此先前高度濃縮聚集的奈米無機材料可釋出到機油中，隨著機油所及之處而被塗佈到機油所接觸的機件之表面。

同時，由於奈米無機材料之粒徑均在1nm至200nm之間，在奈米尺度下的金屬或非金屬材料由於顆粒細小，根據不同元素特性，可在機件所產生的溫度與壓力下而具有不同電性的展現。更微觀而言，當車輛引擎運轉而是得機件與機件之間產生高溫高壓時，使得機件的表面的分子之間的鍵結弱化。本實施例的奈米無機材料接觸或經過機件與機件接觸之面，在高溫高壓的催化 下以不同的電性與機件表面原有之分子形成鍵結關係。如此一來，藉由車輛引擎運轉的同時，藉由機油作為載體，可將奈米無機材料均勻載至機件表面，並藉由引擎運轉的溫度與壓力完成表面改質。

另一方面，由於前述於高溫高壓下的奈米粒子之不同電性，於經過機件與機件之間的接觸面時，可透過電性吸附移除微細之汙染物，例如機件常有的積碳、垢泥、漆膜及膠質等。

總結來說，將奈米無機材料添加至機油中，便可藉由機油作為載體，使奈米無機材料進入機件中，於引擎運轉的同時便可達成清潔機件表面與表面改質之目的。

值得一提的是，本發明之實施例可不只針對單一零件做表面改質，而是只要一般於車輛中機油可及之處，便可以利用本發明提供之方法進行表面改質。車輛內部需要機油潤滑之機件，舉例而不限於：曲軸、活塞、連桿、波斯(軸承)、曲軸皮帶、曲軸時規及曲軸墊片等。另一方面，除了加入引擎內部，同樣有潤滑需求之變速箱亦可利用本發明之實施例提供的方法進行表面改質之功能。

需強調的是，本發明之實施例，提供的表面改質方法係利用奈米無機材料，然該奈米無機材料並非僅單純噴霧造粒或電化學沉積在機件(目標物)表面，而是進入機件表面受到高溫高壓影響之分子鍵結之間，改變機件表面特性。換句話說，若當進一步將機件表面材料刮除進行物化分析，可發現增加了原先不存在於機件材料的元素，即本發明實施例透過機油作為載體帶入的奈米無機材料。

為了進一步使所屬領域中具有通常知識者了解本發明提供的表面改質方法可達成之具體功效，發明人利用前述方法實際於車輛施作，並提供測試結果加以說明。

實例1

測試車輛：2015年出廠之富豪汽車(Volvo)V40 D4，白色。測試前已跑里程：4737km。

由於測試車輛非剛出廠之新車，因此預期車輛內部機件應存有一定數量之碳垢。因此在對機件表面改質之前，先對汽車引擎內部機件零件進行清潔。發明人將濃縮為58wt%的高密度奈米無機材料混合界面活性劑，並加入基礎油中。奈米無機材料包含氧化鋁25%、二氧化鈦32%、二氧化矽28%、氧化錫6%、氧化鋅3%及氧化鎳6%。界面活性劑可為陰離子界面活性劑、陽離子界面活性劑、非離子界面活性劑及/或兩性離子界面活性劑。陰離子界面活性劑可為但不限於：硬脂酸或十二烷基苯磺酸鈉。陽離子界面活性劑可為但不限於：四級銨鹽、氯化N,N-二甲基-N-十四烷基苯甲銨、或十二基硫酸參(2-羥基乙基)銨鹽。再者，非離子界面活性劑可為但不限於：脂肪醇-C12-15-聚氧乙烯醚、異十三醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚、聚氧丙烯聚氧乙烯共聚物或聚山梨酯(吐溫)。兩性離子界面活性劑可為，但不限於，N,N-二甲基-N-烷基-N-羧基甲基、N,N-二烷基胺基烯羧酸鹽、N,N,N-三烷基-N-磺烯內銨鹽或N,N-二烷基-N,N-雙聚氧乙烯硫酸酯內銨鹽。在此，界面活性劑佔基礎油體積的5%。基礎油為聚-1-烯烴(PAO)，總體積為20ml。

混合之後，將前述混合液直接加入已含有原廠機油的引擎中。啟動車輛使引擎運轉。此時如前所述，藉由引擎運轉時所產生的高溫高壓，本實 例加入的奈米氧化態金屬：氧化鋁、二氧化鈦、二氧化矽、氧化錫、氧化鋅及氧化鎳，可在機件運轉摩擦之同時吸附機件表面的髒污。待車輛運行300km之後，更換車體機油，此時奈米金屬所吸附的髒污便可跟車體機油一起漏出。順帶一提，換下的機油呈現濃濁的黑色，此表示此機油內部包含原本卡附於機件內部的髒污積碳與泥垢。由此可知，利用機油將奈米無機材料在引擎內部環境下，的確有清潔效果。

再者，在加入奈米無機材料於機油中，於車輛運轉的同時測量引擎的噪音分貝。車輛引擎於測試之前，亦即將奈米無機材料加入引擎用以清潔之前的噪音分貝為74dB，將奈米無機材料加入引擎後清潔引擎後的噪音分貝降至72dB。

經過前述清潔步驟並加入新的原廠機油之後，利用馬力機測試車輛引擎的效能，並請參閱第2圖。第2圖為根據本發明之實例於引擎表面改質後的結果示意圖。第2圖A部分為扭力(kg/m)-引擎轉速(Engine RPM)之示意圖；第2圖B部分為馬力(Horse power,Hp)-引擎轉速(Engine RPM)之示意圖。長虛線為處理前的扭力及馬力曲線圖；短虛線為進行清潔步驟之後所測試的扭力及馬力結果。從第2圖可看出，經過奈米無機材料清潔之後，在特定轉速下，引擎的扭力及馬力有部分抬升。換句話說，由於機件上的髒污被清除，使得機件與機件之間的摩擦阻力減小，因而使得較多動能被轉換出來。

清潔完成之後，在對引擎及內部零件進行表面改質。此時車輛里程數為5180km。相似地，發明人將濃縮為60g/100ml的高密度奈米無機材料混合界面活性劑，並加入基礎油中。奈米無機材料包含氧化鋁30%、二氧化鈦15%、氧化鎂30%、藍寶石(sapphire)21%、氧化錫2%及氧化鋅2%。界面活性劑則可選 用如前述之界面活性劑的組合，於此不再贅述。同樣地，界面活性劑佔基礎油體積的5%。基礎油為30ml的聚-1-烯烴(PAO)。

混合之後，將前述混合液直接加入完成清潔並已含有原廠機油的引擎中。啟動車輛使引擎運轉，里程數增加1000km之後，再次更換機油。如前所述，引擎於運轉的同時，利用所產生的溫度和壓力，可將使得機件的表面的分子之間的鍵結弱化。而本發明所加入的奈米無機材料接觸或經過機件與機件接觸之面，在高溫高壓的催化下以不同的電性與機件表面原有之分子形成鍵結關係，因而透過引擎的持續運轉(車輛行駛里程數增加1000km)的同時，便可完成表面改質的過程。

值得一提的是，在此同時，奈米金屬顆粒仍就其電性而或多或少再次吸附機件上原有之髒汙。因此在運轉引擎1000km之後更換機油，係為了將髒污再次帶出。此時由於車體引擎內部零件已經完成表面改質，因此再次添加新的機油之後便不需要再次加入奈米無機材料。換句話說，本發明僅只需要施作一次奈米無機材料的添加便可完成永久性的表面改質之效果。誠然，此類的表面改質仍可被視為一種在機件上的另類「鍍膜」，然本質上作用的機裡與一般習知噴塗鍍膜截然不同。

同樣地請參閱第2圖之測試結果，實線為經過表面改質之後之引擎馬力測試。從圖可明顯看出，經過完整確實的表面改質之後，不論是扭力或馬力，在各引擎轉速之下均整體抬升。換句話說，由於本發明的奈米無機材料透過引擎運轉過程之高溫高壓，完整地對內部機件進行表面改質，因此使得機件表面具有奈米特性，整體減少了機件與機件之間的摩擦阻力，因此內燃機的化學熱能能轉換成更多動能輸出。進而整體提升引擎的扭力與馬力。

另一方面，完成「鍍膜」後的引擎，其噪音分貝又降至70dB。如此可得知，利用奈米無機材料(包含金屬與非金屬)對機件表面改質之後，機件與機件之間的摩擦力減少，可降低噪音的輸出。

除此之外，將經過表面改質後之測試車輛與原廠公布之引擎性能數據相比，發現經表面改質之車體引擎的最大馬力甚至高於原廠的190hp(第2圖B部分實線最高點為205.7Hp)。

實例2

測試車輛：2015年出廠之富豪汽車(Volvo)V40 D4，白色。測試前里程數7777km。

除了針對引擎做表面改質之外，另可將本發明之表面改質方法應用於其於內部零件中，例如變速箱。因此，發明人將濃縮為50wt%的高密度奈米無機材料混合界面活性劑，並加入基礎油中。奈米無機材料包含氧化鋁10%、二氧化鈦10%、藍寶石20%、氧化錫10%、氧化鋅10%、氧化鎳10%以及二氧化矽30%。界面活性劑則可選用如前述之界面活性劑的組合，於此不再贅述。同樣地，界面活性劑佔基礎油體積的5%。基礎油為聚-1-烯烴(PAO)，60ml。

同樣地，混合之後，將前述混合液直接加入已有變速箱油的變速箱中。啟動車輛使引擎運轉，里程數增加700km之後。如前所述，藉由車輛運轉所產生的溫度和壓力，可將使得機件的表面的分子之間的鍵結弱化。而本發明所加入的奈米無機材料接觸或經過變速箱內部齒輪機件與機件接觸之面，在高溫高壓的催化下以不同的電性與機件表面原有之分子形成鍵結關係，因而透過引擎的持續運轉(車輛行駛里程數增加700km)的同時，便可完成表面改質的過程。

對變速箱完成表面改質之後，由於經改質之機件表面與變速箱油之間的磨擦係數減少，故變速箱油的油速可更平滑地流過並保持扭力轉緩器之油壓。故而經表面改質後之車輛可於換檔之過程更順暢，如此亦可以減少動能之損耗。將經變速箱內部機件表面改質之車輛進行油耗測試。可發現車輛運轉一段時間之後，油耗值為26km/L。與平均能源局公布之平均油耗值18km/L相比，變速箱經表面改質之後，可增加汽油的耗能，省油效果較佳。

實例3

測試車輛：2015年出廠之富豪汽車(Volvo)V40 T5。

發明人同樣使用與前述之方法對該測試車輛進行清潔及表面改質。相同的步驟請參閱上述，於此不再贅述。本實例與前述實例1及2之差別在於，用於本實例之奈米無機材料包含氧化鋁34%、二氧化鈦18%、氧化鎂24%、藍寶石(sapphire)20%、氧化錫2%及氧化鋅2%。基礎油為基礎油為聚-1-烯烴(PAO)，40ml。

經過施作表面改質之後，利用馬力機測試該效能。請參閱第3圖，其為根據本發明之另一實例於引擎表面改質後的結果示意圖。第3圖A部分為扭力(kg/m)-引擎轉速(RPM)之示意圖；第3圖B部分為馬力(Hp)-引擎轉速(RPM)之示意圖。經過表面改質之後，扭力從34.4kg/m提升至35.8kg/m(轉速從4775rpm降至4703rpm；而馬力從225.6Hp提升至231.7Hp(轉速從4792rpm降至4714rpm)。另外，經表面改質之後，引擎之間的摩擦阻力降低，轉速更快升高。從圖中可看出，在5000至5800轉速之處，引擎動力仍可以持續輸出並且更有力。

從此測試結果可看出，經過表面改質後的機件損耗降低、引擎效率提升且有效延長引擎壽命，更多動能輸出並較為省油。

實例4

測試車輛：2015年出廠之福特汽車(Ford)MUSTANG。

發明人同樣使用與前述之方法對該測試車輛進行清潔及表面改質。相同的步驟請參閱上述，於此不再贅述。然，與先前之實例之差別在於，用於本實例之清潔步驟之奈米無機材料包含氧化鋁30%、二氧化鈦30%、二氧化矽25%、氧化錫5%、氧化鋅5%及氧化鎳5%。另一方面，用於本實例之表面改質之步驟的奈米無機材料包含氧化鋁30%、二氧化鈦15%、氧化鎂30%、藍寶石(sapphire)21%、氧化錫2%及氧化鋅2%。基礎油為聚-1-烯烴(PAO)，用於清潔為添加20ml，用於表面改質則為30ml。

對經過表面改質之後之車輛進行引擎噪音測試。在完成清潔階段時，引擎噪音分貝從81dB降至75dB；在完全完成表面改質之後，噪音分貝75dB降至68dB。

同時亦進行上路油耗測試：該車輛的原廠設定平均油耗為11km/l。藉由本發明提供的表面改質方法，在第一階段完成清潔之後，於里程數12603km左右平均油耗為16.1km/l；在剛完成表面改質時，於里程數15344km左右，平均油耗為16.8km/l。完成表面改質之後的車輛於持續運行至里程數22493km時，平均油耗增加至17.4km/l。

由此可知，本發明提供的方法所得的油耗值除了明顯較原廠設定為省油之外，車輛內部機件經過表面改質之後，可使得機件與機件之接觸面更為滑順，減少阻力產生，因而降低噪音分貝值。此外，由於可有更多動能輸出，因此與先前未經表面改質相比，相同體積的汽油可運行更多公里數，達到更加省油之功效。更重要的是，此省油效果並不隨著時間 而減少，反而隨著引擎運行而更具有省油之效果。由此可知，經過本發明提供的表面改質之方法所得到的表面改質之機件，可有效預防汙泥與碳垢的產生，也確實可有效降低機件的磨損，使得整體引擎效能提升，並且該優化效果不隨著里程數增加而消耗。

實例5

測試車輛：2015年出廠之本田汽車(HONDA)Civic 1.8。測試時里程數125391km。

發明人同樣使用與前述之方法對該測試車輛進行清潔及表面改質。相同的步驟請參閱上述，於此不再贅述。然，與先前之實例之差別在於，用於本實例之清潔步驟之奈米無機材料包含氧化鋁35%、二氧化鈦28%、二氧化矽28%、氧化錫3%、氧化鋅4%及氧化鎳2%。另一方面，用於本實例之表面改質之步驟的奈米無機材料包含氧化鋁29%、二氧化鈦21%、氧化鎂29%、藍寶石(sapphire)15%、氧化錫3%及氧化鋅3%。基礎油為聚-1-烯烴(PAO)，用於清潔為添加20ml，用於表面改質則為30ml。

同樣地，於清潔步驟時，本實例加入的奈米氧化態金屬可在機件運轉摩擦之同時吸附機件表面的髒污。待車輛運行300km之後，更換車體機油，此時奈米金屬所吸附的髒污便可跟車體機油一起漏出。順帶一提，換下的機油呈現濃濁的黑色，此表示此機油內部包含原本卡附於機件內部的髒污積碳與泥垢。由此可知，利用機油將奈米無機材料在引擎內部環境下，的確有清潔效果。

再者，請參閱第4圖之測試結果，第4圖為根據本發明之又一實例於引擎表面改質後的測試結果示意圖。第4圖A部分為馬力測試結果；第4圖B部 分為扭力測試結果。虛線為表面改質前的馬力及扭力；實線為表面改質後之馬力及扭力。從圖可明顯看出，經過完整確實的表面改質之後，不論是扭力或馬力，在各引擎轉速之下均整體抬升。最大馬力從原本的83.7提高至87.8；最大扭力從10.4kg/m提升至11.4kg/m。換句話說，由於本發明的奈米無機材料透過引擎運轉過程之高溫高壓，完整地對內部機件進行表面改質，因此使得機件表面具有奈米特性，整體減少了機件與機件之間的摩擦阻力，因此內燃機的化學熱能能轉換成更多動能輸出。進而整體提升引擎的扭力與馬力。

此外，從引擎噪音測試結果也可看出，該測試車輛在完全完成表面改質之後其引擎噪音分貝65dB降至62dB。這表示機件與機件之間的摩擦變小，機件與機件之間的潤滑增加。

整體觀之，藉由本發明提供的表面改質的方法，不僅可將機件內部之髒污排除，亦可整體改變機件表面之分子結構，大幅降低機件與機件之間的摩擦阻力。此外，該表面改質係根本地改善機件的表面特性，該潤滑效果並不會隨著引擎的運轉及磨耗而消失，甚而能使機件逐漸優化。再者，藉由本發明提供的表面改質的方法，使得表面改質後的機件之摩擦阻力減少，同時可減緩由泥炭垢之堆積，因此引擎的整體動能輸出可提升，而達到降低油耗之效果。

以上所述僅為舉例性，而非限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對等進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

S1-S3‧‧‧步驟

Claims (7)

1. 一種用於機件之表面改質的方法，其包含：將一奈米無機材料存於液態水中並濃縮為每100ml內20~60g的密度後，混合一界面活性劑以及一基礎油以形成一混合液；將該混合液加入一引擎中；以及利用引擎運轉產生之溫度及壓力對機件進行表面改質，其中，該奈米無機材料係選自由下列所組成之群組：氧化鋁、二氧化鈦、氧化鎂、氧化錫、氧化鋅、氧化鎳、二氧化矽、藍寶石及其組合，其中該奈米無機材料之粒徑為1nm-200nm，該界面活性劑佔該基礎油總體積的3~7%。
2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該奈米無機材料包含氧化鋁25~35wt%、二氧化鈦10~20wt%、氧化鎂25~35wt%、藍寶石18~24wt%、氧化錫1~3wt%以及氧化鋅1~3wt%。
3. 如申請專利範圍第2項所述之方法，其中該基礎油為聚-1-烯烴。
4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該界面活性劑包含陰離子界面活性劑、陽離子界面活性劑、非離子界面活性劑或兩性離子界面活性劑。
5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中該奈米無機材料進一步包含： 氧化鋁25~35wt%、二氧化鈦25~35wt%、二氧化矽20~30wt%、氧化錫1~10wt%、氧化鋅1~10wt%、以及氧化鎳1~10wt%。
6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其進一步包含將該混合液加入一變速箱中。
7. 如申請專利範圍第6項所述之方法，其中該奈米無機材料包含藍寶石15~20%、二氧化矽30~35%、氧化鋁8~12%、二氧化鈦8~12%、氧化錫9~11%、氧化鋅9~11%以及氧化鎳9~11%。