季铵盐修饰磷钼酸铵纳米微粒作为液体石蜡添加剂的摩擦学性能

采用共沉淀法在溶液中原位合成了季铵盐修饰磷钼酸铵[(NH4)3PMo12O40]纳米微粒,采用透射电子显微镜、X射线衍射仪、示差扫描热分析仪及热重分析仪等观察分析了表面修饰(NH4)3PMo12O40纳米微粒的形貌和热稳定性,并在四球摩擦磨损试验机上考察了其作为液体石蜡添加剂的摩擦学性能。结果表明：表面修饰(NH4)3PMo12O40纳米微粒大小均匀,平均粒径约为20nm;(NH4)3PMo12O40纳米核在300℃左右分解;(NH4)3PMo12O40。纳米微粒作为液体石蜡添加剂,在中低负荷下具有较好的抗磨性和一定的减摩作用,并可提高液体石蜡的极压负荷,采用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱对磨斑表面形貌和化学组成进行观察分析发现,(NH4)3PMo12O40纳米微粒在摩擦副接触表面发生了摩擦化学作用,并形成由多种含氧化合物组成的表面保护膜,从而起到减摩抗磨作用。     

油酸修饰TiO2纳米微粒水溶液润滑下GCr15钢摩擦磨损性能研究

用四球摩擦磨损试验机考察了脂肪酸修饰TiO2纳米微粒水溶液润滑下GCr15钢的摩擦磨损性能,并用电子探针和X射线光电子能谱研究了钢球磨损表面边界润滑膜的化学组成和元素分布.摩擦磨损试验结果表明:脂肪酸修饰TiO2纳米微粒在水中具有较好的润滑性能、良好的极压性能及较高的承载能力.添加质量分数为0.1%～1.0%的油酸TiO2纳米微粒可使水的承载能力提高6～12倍,烧结负荷提高51～100%,抗磨减摩性能也有较大提高,卡咬负荷由150N提高至1000～1800N.磨损表面分析表明:油酸TiO2纳米微粒在较高负荷(>300N)下发生了摩擦化学反应,生成含TiO2及油酸复合物的边界润滑膜,从而起减摩抗磨作用     

ZrO_2纳米微粒的制备、表征及作为MACs添加剂的摩擦学性能

制备了氧化三辛基膦表面修饰的油溶性ZrO2纳米微粒,用透射电镜(TEM)、X-射线衍射仪、红外光谱仪对其进行表征,研究了其作为多烷基环戊烷(MACs)添加剂的摩擦学性能及润滑机理.结果表明:ZrO2纳米微粒粒径大约为7～8 nm,分布比较均匀,无明显团聚,在非极性溶剂中能很好地溶解和稳定分散;作为MACs添加剂,在摩擦过程中,无机ZrO2纳米微粒以沉积膜形式沉积在摩擦副表面,有机修饰剂中的活性P元素在摩擦副表面发生了化学反应,形成了FePO4极压润滑膜,ZrO2沉积膜和FePO4极压润滑膜的协同作用起到了良好的抗磨和抗极压作用.     

油酸钡和钛酸酯复合添加剂在液体石蜡中的协同减摩抗磨效应

在四球摩擦磨损机上考察了润溶性钡盐添加剂与月桂酸钛酸酯复配时的摩擦磨损性能,并对多元氧化物的表面微观物理性质及作用机理进行了讨论。研究结果表明,油溶性钡盐添加剂与月桂酸酸钛酸酯之间具有协同减摩抗磨效应,从而提高无卡咬负荷和改善抗磨性能。钢球磨损表面Ｘ射线光电子能谱分析结果表明,表面生成了Ｔｉ和Ｂａ等的多元氧化物。     

新型复配极压剂的摩擦磨损性能及对铜带冷轧润滑效果的影响

利用正交实验设计考察了EAK、SCO和T304作为极压添加剂在铜板带冷轧乳液中的综合摩擦学性能,分析影响基础油极压抗磨性能的主要因素;研究不同类型的添加剂复配后的协同润滑特征,优选了最佳的复配比例,并通过轧制试验研究极压剂复配体系的工艺润滑效果。结果表明：影响基础油极压抗磨性能因素大小顺序为EAK＞SCO＞T304;硫系添加剂SCO和磷系添加剂EAK复配,可以有效提高润滑油的油膜承载能力和极压抗磨性能,当两者添加比例为6:1时复配体系协同作用效果最佳;以EAK-SCO体系配制的乳化液能有效减少轧制过程的摩擦,降低轧制能耗,铜带轧后表面十分光洁平整,因此在铜板带轧制润滑中具有良好的应用前景。     

表面修饰SiO2纳米微粒对锂基脂抗磨性能影响的研究

合成了表面修饰SiO2纳米微粒,利用四球摩擦磨损试验机考察了SiO2纳米微粒作为锂基脂添加剂的摩擦磨损行为,用扫描电子显微镜、能量色散谱仪和X射线光电子能谱仪对钢球磨损表面进行了分析.结果表明:SiO2纳米微粒作为锂基脂添加剂具有良好的抗磨损性能,能够显著提高锂基脂的失效载荷.这是由于在摩擦过程中,SiO2纳米微粒富集在磨损表面并形成边界润滑膜,对磨损表面起到修复作用,从而使得锂基脂的抗磨和承载能力明显提高.     

纳米MoS2薄膜的浸涂—热解法制备和摩擦学性能研究

用浸涂 -热解法在玻璃基底表面制备了纳米 Mo S2 薄膜 ,利用 X射线光电子能谱仪、X射线粉末衍射仪、原子力显微镜、静 -动摩擦系数测量仪和扫描电子显微镜等仪器研究了薄膜的微观结构、表面形貌和摩擦学性能 ,初步探讨了薄膜的摩擦磨损机制 .结果表明 :浸涂 -热解法制备的 Mo S2 薄膜由近似非晶的纳米微晶组成 ,薄膜均匀、致密 ,表面粗糙度小 ;在室温干摩擦条件下 ,Mo S2 薄膜与 GCr15钢球对摩时显示出良好的抗磨减摩性能 ;当负荷为 1.0 N而滑动速度为 90 mm/ min时 ,其耐磨寿命大于 5 0 0 0次 ,摩擦系数最低可达 0 .12 .磨损表面形貌显微分析表明 :在低速和低负荷下薄膜的磨损机制主要是塑性变形和轻微粘着转移 ,而在较负荷和速度下的主要磨损机制为塑性变形和严重剥落     

氧化铈纳米添加剂与商用添加剂的共吸附行为及其协同润滑机制研究

纳米添加剂因其高效的减摩抗磨效应在节能内燃机油中具有广阔的应用前景,与内燃机油中商用添加剂的协效机制是开发纳米添加剂内燃机油配方的关键问题.本文中利用石英晶体微天平(QCM-D)研究油胺修饰CeO₂纳米微粒与商用内燃机油添加剂在金属表面的协同吸附行为,及其对CeO₂纳米添加剂减摩抗磨性能的影响机制.发现清净剂(DE)、减摩剂(FM)、抗氧剂(AO)和黏指剂(VII)都可以同CeO₂纳米微粒共同形成摩擦膜,使抗磨性能优于单一添加剂,表现出了协同效应. CeO₂纳米微粒与有机分子添加剂复配的抗磨性能与其吸附层的吸附质量成正比.对于趋近于单层刚性吸附的添加剂,随分子中烷基链长度的增大,CeO₂纳米微粒参与共吸附的程度逐渐降低.分散剂中的长烷基链PIB (聚异丁烯)部分阻碍了CeO₂纳米微粒的吸附,使其无法在摩擦副表面沉积成膜,导致了显著的拮抗效应.     

纳米Fe_3O_4在板带钢冷轧轧制液中的摩擦学性能

在超声波作用下,将经油酸表面修饰平均粒径为20 nm的纳米Fe3O4微粒分散于板带钢冷轧轧制液中,在MRS-10A四球摩擦磨损试验机上考察了其对钢/钢摩擦副摩擦磨损性能的影响;利用X射线衍射仪和透射电镜分析了纳米Fe3O4的相组成和微结构,采用光学显微镜观察了磨损表面形貌.利用四辊冷轧试验机进行了轧制液润滑下的板带钢冷轧试验,考察了纳米Fe3O4添加剂对板带钢冷轧润滑的效果.结果表明:纳米Fe3O4作为轧制液添加剂能有效提高钢/钢摩擦副的抗磨性能、降低摩擦系数,同时表现出良好的板带钢冷轧润滑效果;含纳米Fe3O4的轧制液可明显降低带钢最小可轧厚度,并改善轧制带钢板面质量.     

表面修饰硼酸盐润滑油添加剂的摩擦学性能

制备了表面修饰的硼酸盐润滑油添加剂（球形颗粒，粒径大都小于０．５μｍ），且用四球试验机研究了其摩擦学性能．结果表明：这种添加剂具有良好的极压抗磨减摩性能，当润滑油中元素Ｂ的质量分数为０．０５％时，四球磨斑直径最小，最大无卡咬负荷（ｐＢ值）最高；基础油的粘度和含水量对添加剂的极压抗磨性能有较大的影响，粘度为６５．３０ｍｍ２／ｓ时的极压抗磨性最好，水的质量分数为１％时的ｐＢ值最高，低于１％时的ｐＢ值比不含水时的高，水的质量分数高于１％时的ｐＢ值随水含量的增加而降低．Ｘ射线光电子能谱分析发现，表面修饰的硼酸盐润滑油添加剂在摩擦表面形成了一层混合的摩擦化学反应膜，其中元素Ｂ主要以ＢＮ的形式存在．     

纳米AlOOH及纳米Fe_3O_4粒子在液体石蜡中的摩擦学性能研究

采用四球摩擦磨损试验机对表面修饰的纳米AlOOH粒子及纳米Fe3O4粒子在液体石蜡中的摩擦学性能进行了对比研究.结果表明:这2种纳米粒子均能提高液体石蜡的减摩耐磨性能和PB值,纳米AlOOH粒子因具有层状结构,表现出更好的减摩耐磨性能,随着纳米粒子粒径的增大,其减摩耐磨的最佳浓度出现升高的趋势.对磨斑表面的SEM、AFM和XPS分析结果表明,纳米粒子能沉积在摩擦副表面,减少摩擦副表面微凸体的直接接触,从而减少微凸体之间的犁削和黏着.     

钛合金加工中不同金属离子添加剂的润滑机理研究

制备了4种含不同金属离子的水基添加剂NaDPP、KDPP、Ca(DPP)2及Ba(DPP)2,通过分子改性在添加剂分子中引入亲水性基团－（CH2CH2O）-,使其在水中具有比较强的表面活性和较好的溶解性能。通过钛合金攻丝试验考察了这4种水基添加剂的摩擦学加工效能。发现Ba(DPP)2具有最好的攻丝效率和表面质量。采用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱对加工表面进行分析,发现其摩擦表面存在多元氧化物,表明在水基润滑条件下的钛合金攻丝加工中摩擦氧化占据主导地位。Ba(DPP)2添加剂表现出优异的润滑性能,这主要归因于在摩擦表面生成了具有特殊介电性质的BaTiO3。     

含纳米银有机流体的制备及其摩擦学性能研究

采用溶剂萃取法将银离子转移到有机相并直接还原，制备了稳定的含纳米银有机流体；采用傅立叶红外光谱仪和透射电子显微镜等表征了有机流体中的纳米银微粒；采用MMW-1型立式摩擦磨损试验机考察了含纳米银液体石蜡的摩擦学性能．结果表明，萃取剂对纳米银微粒具有良好的表面修饰作用；纳米银微粒可以有效地改善液体石蜡的减摩抗磨性能；纳米银质量分数为0．1％的液体石蜡的减摩性能最佳；所采用的制备方法工艺简单，可望用于含纳米微粒的有机流体和润滑油的规模化制备。     

纳米铜添加剂改善钢-铝摩擦副摩擦磨损性能的研究

采用环-块摩擦磨损试验机对比考察了钢-铝摩擦副在液体石蜡与含纳米铜颗粒液体石蜡润滑下的摩擦磨损特性,研究了对纳米铜添加剂添加量与载荷对其摩擦磨损性能的影响,通过对磨损表面粗糙度、形貌及其主要元素的能谱分析,探讨了纳米铜颗粒作为添加剂时钢-铝摩擦副的润滑机制.结果表明:含0.25%纳米铜颗粒液体石蜡时,钢-铝摩擦副的摩擦磨损性能最优;在不同载荷下纳米铜颗粒可以改善铝的摩擦磨损性能,特别在中等载荷(50～125 N)下,其抗磨减摩作用更明显;纳米铜颗粒能够在磨损表面形成一层低剪切强度的铜保护膜,有效地避免粘着磨损,同时阻止铝元素向钢表面的转移,从而显著改善钢-铝摩擦副的摩擦磨损性能.     

十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)修饰的蜡烛灰作为润滑油添加剂的摩擦学性能研究

通过简单方法收集的蜡烛灰表面呈负电性,可以用阳离子表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)进行修饰,利用透射电镜观察修饰后蜡烛灰的形貌,发现蜡烛灰是由20 nm左右的洋葱状碳纳米颗粒组成,分散性更好,粒径更加均匀,修饰后明显改善其在液体石蜡(LP)中的分散稳定性.利用Optimol SRV-IV往复振动摩擦磨损试验机评价了修饰前后蜡烛灰在LP中的摩擦学性能.结果表明:蜡烛灰作为LP的添加剂不能明显改善其润滑性能,但是表面修饰的蜡烛灰在LP中能够显著降低摩擦和减小磨损,因而具有良好的润滑性能.通过扫描电子显微镜、拉曼光谱以及X-射线能谱进一步推测两种蜡烛灰在LP中的润滑机理.     

油酸表面修饰PbO纳米微粒作为润滑油添加剂的摩擦学性能研究

利用四球摩擦磨损试验机考察了油酸修饰PbO纳米微粒作为润滑油添加剂的摩擦学行为,并用X射线光电子能谱仪（XPS）、扫描电子显微镜（SEM）和能量散射谱仪（EDS）等现代分析工具对钢球磨损表面进行了分析,摩擦磨损试验结果表明,油酸修饰PbO纳米微粒作为润滑油添加剂能够明显提高基础油的减摩抗磨能力,当添加质量分数为0.30%时,与基础油相比可以使摩擦系数和钢球磨厂主 直径降低30%左右。XPS、SEM及EDS分析结果表明,钢球表面在摩擦过程中形成了一层富含PbO的边界润滑膜,这使得油酸修饰PbO纳米微粒作为润滑油添加剂表现出良好的摩擦学性能。     

酯化型环氧化合物摩擦成膜对润滑油摩擦学性能影响之研究

用油酸和环氧树脂合成了一种能够形成摩擦聚合膜的酯化型环氧化合物润滑油添加剂——DE成膜剂。以液体石蜡或二线油为基础油,在栓-盘式试验机和四球试验机上就DE成膜剂对润滑油摩擦学性能的影响进行了研究。结果表明,添加DE成膜剂明显地改善了润滑油的摩擦学性能;在基础油中加入DE成膜剂比加环氧树脂、脂肪酸酯或油酸时的摩擦系数低、表面擦伤少、承载能力高、磨损量小。文章还对DE成膜剂在摩擦表面上形成的摩擦聚合膜的作用机制进行了分析和探讨。     

碳黑填充超高分子量聚乙烯复合材料摩擦磨损性能研究

采用MM-200型摩擦磨损试验机考察了载荷及偶件表面粗糙度对碳黑填充超高分子量聚乙烯(UHMWPE)复合材料摩擦磨损性能的影响；利用扫描电子显微镜观察复合材料磨损表面形貌并分析了其磨损机理．结果表明：同UHMWPE相比，碳黑填充UHMWPE的磨损质量损失随载荷增加而增大的幅度较小；偶件表面粗糙度对碳黑填充UHMWPE复合材料的摩擦磨损性能影响较大，随着偶件表面粗糙度的增大，摩擦系数和复合材料的磨损质量损失均显著增大．UHMWPE及其碳黑填充复合材料在干摩擦条件下同45“钢及SiC喷涂层涂覆45“钢对摩时主要呈现犁削和塑性变形特征，犁削和塑性变形程度随载荷和偶件表面粗糙度增加而加剧。     

咪唑啉硼酸酯的制备及其减摩抗磨机理研究

合成出4种咪唑啉硼酸酯润滑油添加剂,在四球摩擦磨损试验机和SRV微动摩擦磨损试验机上评价了4种添加剂在液体石蜡中的摩擦磨损性能,考察了其抗腐蚀性及热稳定性,并采用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪观察分析钢球磨损表面形貌及其表面膜中元素的化学状态.结果表明,所合成的添加剂具有良好的抗腐蚀性和热稳定性及极压抗磨减摩性能.这归因于含MBA-2的液体石蜡在摩擦过程中发生摩擦化学反应并生成由B2O3、氧化铁及含氮有机物等组成的混合膜.