硫化菜籽油润滑添加剂的摩擦磨损性能研究

在菜籽油分子中引入硫,合成了一种新型环境友好润滑添加剂(SRO),并利用红外光谱仪对其主要官能团进行表征,通过四球摩擦磨损试验机考察SRO在菜籽油中的抗磨与极压性能,用X射线光电子能谱仪对其磨痕表面元素进行分析,探讨其极压抗磨作用机理.结果表明:硫化菜籽油润滑添加剂在菜籽油中具有优良的极压和抗磨减摩性能;其润滑作用机理为长链菜籽油分子的载体作用、硫的高反应活性以及二者协同作用,在摩擦金属表面形成高强度吸附膜和摩擦化学反应膜.     

磷氮化改性菜籽油润滑添加剂的制备及其摩擦学性能

在菜籽油中引入磷和氮,合成了2种新型磷氮化改性菜籽油添加剂,并利用红外光谱对其主要官能团进行了鉴定,利用四球试验机考察其在菜籽油中的抗磨性能与极压性能,用扫描电子显微镜观察分析磨斑表面的形貌。同时通过对磨痕进行X射线光电子能谱分析,探讨了磷氮化改性菜籽油润滑添加剂的极压抗磨作用机理,结果表明：两类磷氮化改性菜籽油添加剂能明显改善菜籽油的抗磨和减摩性能;其润滑作用机理是由于长链菜籽油分子的载体作用、磷和氮的高反应活性以及三者的协同作用与磨擦金属表面形成了一层高强度的吸附膜和（或）摩擦化学反应膜。     

环烷酸稀土化合物的摩擦学性能研究

用四球摩擦磨损试验机考察了环烷酸稀土化合物在26#白油中的摩擦学性能，探讨了其同硫系、磷系添加剂的复配作用，并用Auger电子能谱仪和X射线光电子能谱仪研究了钢球磨斑表面边界膜的化学组成和元素分布．结果表明：在边界润滑条件下，环烷酸稀土化合物作为润滑油添加剂具有良好的抗磨性能和承载能力，并具有一定的减摩能力；环烷酸稀土与硫系添加剂复配后极压性能大幅度提高，而与磷系添加剂无协同作用．稀土添加剂在摩擦表面形成富稀土边界膜是该添加剂具有优异摩擦学性能的主要原因．     

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     

几种硫代磷酸酯在菜籽油中的摩擦学和抗乳化性能研究

在四球摩擦磨损试验机上对比考察了几种硫代磷酸酯和二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)作为菜籽油添加剂的摩擦学性能，并对比分析了两类添加剂的抗乳化能力．用X射线光电子能谱仪分析了磨损表面元素化学状态，并探讨了添加剂的减摩抗磨作用机理．结果表明：在几种磷酸酯分子中引入硫使得其极压抗磨性能得到不同程度的提高；在摩擦过程中，钢球表面发生了基础油的化学吸附以及添加剂的化学吸附和摩擦化学反应，生成由菜籽油和添加剂摩擦化学反应产物组成的边界润滑膜；磷酸酯的抗乳化性能随分子结构的不同存在很大差异．四硫代三正辛酯的摩擦学性能和抗乳化性能优于ZDDP，是一种潜在的环境友好多功能润滑油添加剂．     

季铵盐聚离子液体作为水基润滑添加剂的摩擦学性能研究

合成了含季铵阳离子的聚离子液体PPM-Cl,采用阴离子交换得到三种具有不同烷基链长羧酸根阴离子的聚离子液体PPM-Ba, PPM-Ha, PPM-Oa. 发现聚离子液体PPM-Ba, PPM-Ha, PPM-Oa能够提升水基润滑剂的黏度. 将聚离子液体PPM-Ba, PPM-Ha, PPM-Oa作为润滑添加剂溶于去离子水得到一系列水基润滑剂,采用SRV-IV微动摩擦磨损试验机考察了水基润滑剂的摩擦磨损性能并与含有商业增黏剂APE30的水基润滑剂进行了比较. 结果发现,聚离子液体PPM-Ba, PPM-Ha, PPM-Oa对水基润滑剂的增黏效果优于商业增黏剂APE30,聚离子液体PPM-Ba, PPM-Ha, PPM-Oa作为润滑添加剂均体现出优异的减摩抗磨性能. 其中,阴离子链长较长的聚离子液体PPM-Oa能够明显提升水基润滑剂的抗腐蚀性能,同时使水基润滑剂具有优异的减摩抗磨性能. 利用非接触表面光学三维轮廓仪和扫描电子显微镜分析摩擦副的磨斑区域的表面形貌,发现含聚离子液体的水基润滑剂在摩擦过程中能够减缓对摩擦副表面的腐蚀并抑制黏着磨损. 利用X射线光电子能谱仪分析摩擦副磨斑区域的表面化学状态,发现摩擦过程中聚离子液体在摩擦副表面形成吸附膜并与金属摩擦副发生复杂的摩擦化学反应,生成摩擦化学反应膜,发挥了优异的减摩抗磨作用.      

聚异丁烯基丁二酰钼添加剂的摩擦学特性研究

用四球摩擦磨损试验机考察了聚异丁烯基丁二酰钼(MoPIBS)在26^#白油中的摩擦学性能，探讨了其同硫系添加剂的复配效果，并用Auger电子能谱仪和X射线光电子能谱仪分析了磨斑表面边界膜的化学组成和元素分布．结果表明：在边界润滑条件下，MoPIBS作为润滑油添加剂具有良好的抗磨和减摩性能，并能在一定程度上提高基础油的承载能力；MoPIBS与硫系添加剂复配时表现出较好的协同极压和减摩作用，但抗磨性能变化不大。MoPIBS在磨损表面形成主要由MoO3和含氧有机物组成的边界膜，MoPIBS／硫系复配添加剂则在磨损表面形成含MoS2和FeS的边界膜，这是添加剂具有优异摩擦学性能的主要原因．     

硫代磷酸三正辛酯的合成及其摩擦学性能研究

合成了一统代及四硫代磷酸三正辛酯，用电感耦合等离子体原子发射光谱仪、质谱仪和傅立叶转换红外光谱仪等表征了所合成的一硫代及四硫代磷酸三正辛酯的组成和结构，并在四球摩擦磨损试验机上考察了其在液体石蜡中的摩擦学性能；用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪对钢球磨痕表面进行了分析表征。结果表明：所合成的一硫代磷酸酯具有比二烷基二硫代磷酸锌更优异的摩擦学性能，可以显著提高液体石蜡的承载能力和抗磨能力，并能在适当浓度和较高载荷（≥400N）下改善液体石蜡的减摩性能；而活性元素含量较高的四硫代磷酸酯对液体石蜡的极压、抗磨和减摩性能的影响不大，这可能是由于其导致腐蚀磨损所致，磨损表面分析结果表明，含添加剂的石蜡油在摩擦过程中发生腐蚀磨损，主要形成了由物理吸附膜和摩擦化学反应膜组成的复合膜。     

酰胺型改性菜籽油润滑添加剂对钢-钢摩擦副和钢-铝摩擦副摩擦磨损性能的影响

以三乙醇胺和菜籽油为原料,合成了一种环境友好的酰胺型改性菜籽油润滑添加剂(NRO),并利用红外光谱对其主要官能团进行了鉴定;分别采用四球摩擦磨损试验机和SRV摩擦磨损试验机考察了含NRO添加剂的菜籽油对钢-钢摩擦副和钢-铝摩擦副摩擦磨损性能的影响,用扫描电子显微镜观察和分析了钢球磨斑表面形貌,同时采用X射线光电子能谱仪分析了铝合金磨痕表面典型元素的化学状态,探讨了酰胺型改性菜籽油润滑添加剂的减摩抗磨机理.结果表明:含酰胺型改性菜籽油添加剂NRO的菜籽油对钢-钢摩擦副和钢-铝摩擦副均表现出良好的抗磨减摩作用;其作用机理在于,酰胺型改性菜籽油添加剂具有较强的极性、易在金属表面形成吸附膜,同时在摩擦过程中形成由含有机氮、亚硝基或硝酸根化合物组成的高强度聚合物膜.     

硼化菜籽油润滑添加剂的摩擦磨损性能研究

对菜籽油进行化学改性制备出硼化改性菜籽油,利用红外光谱仪对其主要官能团进行鉴定,分别采用四球摩擦磨损试验机和SRV摩擦磨损试验机考察了以菜籽油为基础油,以硼化改性菜籽油为添加剂润滑下钢-钢摩擦副和钢.铝摩擦副的抗磨减摩性能,采用扫描电子显微镜观察钢球磨斑表面形貌,通过对铝合金磨痕表面分析,探讨硼化改性菜籽油添加剂的抗磨减摩机制.结果表明:以硼化改性菜籽油为添加剂,以菜籽油为基础油时钢·钢摩擦副和钢.铝摩擦副均具有良好的抗磨减摩性能,其润滑作用机制是由于长链菜籽油分子的载体作用、硼的缺电子性能及其二者的协同作用而在金属摩擦表面形成含硼、氧及碳等元素的表面保护膜.     

微池润滑刀具干切削过程中的减摩机理

通过在前刀面月牙洼磨损区域加工装填MoS2固体润滑剂的微孔产生"微池效应"来改善刀具的摩擦学特性,制备了YG8微池润滑刀具.以该微池刀具对45#钢进行干切削试验,结果表明:微池刀具与普通的YG8刀具相比具有良好的摩擦磨损特性,切削力明显减小,前刀面摩擦系数显著降低.通过扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDX)对微池刀具前刀面观察研究,分析了刀具自润滑机理:微池刀具前刀面小孔中的润滑剂受热膨胀及切屑摩擦挤压作用析出,在前刀面表面拖覆形成固体润滑层,直接渗入到刀屑接触区域,从而起到减摩润滑作用,改善刀具基体减摩抗磨性能.润滑膜层在切削加工中是一个润滑膜形成、磨损、再形成的循环过程,微池润滑刀具在微孔完全磨损的整个生命周期内始终具有自润滑效果.     

含硫镍合金的研制及其高温摩擦学特性

采用粉末冶金工艺和中频励磁感应加热高温快速热压成型法，研制出几种含硫和不含硫的镍合金高温自润滑耐磨材料，进而从中筛选出一种在室温和３００℃乃至６００℃都具有较高机械强度和低摩擦、耐磨损的含活性元素Ｓ的多元镍合金．对这种合金在较高速度和较高负荷条件下的摩擦学性能进行了试验研究，并且利用Ｘ射线衍射仪、Ｘ射线光电子能谱仪和Ｘ射线能量色散谱仪等揭示了这种合金的自润滑机理．结果表明：这种含硫镍合金在室温和３００℃下与ＷＣ－Ｎｉ－Ｃｏ－Ｍｏ－ＰｂＯ金属陶瓷对摩时，起润滑作用的主要是ＭｏＳ２和元素Ｃｒ与Ｓ的不定比化合物所形成的复合膜；在５００～６００℃的高温摩擦过程中，起润滑作用的主要是由不定比化合物ＣｒｘＳｙ与偶件转移物ＰｂＷＯ４及ＭｏＯ３和ＮｉＯ组成的复合膜     

二硫化钼的电子显微分析

为了促进含ＭｏＳ２的润滑材料的应用及其基础研究的发展，利用电子显微分析技术研究了国产ＭｏＳ２的硫／钼原子比、颗粒形貌及其结构，给出了不同产地ＭｏＳ２粉末的粒径（从微米到纳米范围），以及ＭｏＳ２粘结膜和ＭｏＳ２溅射膜的形貌，并且指出当硫／钼原子比接近于２．００时，ＭｏＳ２溅射膜的耐磨寿命最长，同时还利用高分辨透电子显微照片和电子衍射图揭示了国产ＭｏＳ２的晶体结构及其参数，研究结果对含ＭｏＳ２润滑材料     

聚四氟乙烯对齿轮润滑成膜膏润滑性能的影响

作者以聚四氟乙烯(PTFE)为固体润滑剂填料对GM型齿轮润滑成膜膏进行了改进,并且研制出了两种新的成膜膏系列产品。经四球试验机、动静摩擦系数精密测定仪和SRV试验机评价的结果表明,添加PTFE的GM-2型成膜膏的承载能力和减磨性能都明显地比未添加的好;以PTFE为主要固体润滑剂填料的GM-3和MFC-1型两种润滑成膜膏也都具有良好的润滑性能,其中后者的性能与含PTFE的GM-2型成膜膏的接近。通过对摩擦轨迹的电子探针检测发现,PTFE在摩擦过程中于摩擦表面形成了转移膜,因而改善了润滑成膜膏的摩擦学性能。     

不同结构含磷极压剂润滑行为研究

针对金属加工润滑中常用的三种不同结构的含磷极压剂,使用SRV研究了其摩擦系数随温度、摩擦条件的变化而变化的过程,并使用SEM和EDX对SRV试验件的磨斑进行了分析.结合其热失重分析结果说明,磷酸酯分子的反应活性和热稳定性决定其抗磨极压润滑性能.使用ERICHSEN金属板材成型试验机模拟评价不同添加剂的冲压性能,提出了高效应用三种不同结构含磷极压剂的方法.     

空间机械润滑研究的发展现状

根据研究工作积累并结合文献资料调研，对空间机械润滑研究的发展现状作了综合、归纳、分析与评述．首先，简要阐明了空间机械所经历的地面水蒸汽和氧，发射过程中的强烈振动和冲击过载，太空高真空和原子氧及强辐射等对空间机械摩擦学系统的影响．接着，根据空间技术发展的需要，提出并讨论了急等解决的空间机械摩擦副降低摩擦和提高稳定性，间歇操作状态下的润滑和防止冷焊，以及极端环境中的润滑和延长使用寿命等问题；比较系统地阐述了现有空间润滑材料的特性和存在的问题及其研究动态，指出这类材料总的发展趋势是多元复合或合金化和多层膜．针对空间机械润滑研究的现状，明确强调摩擦学材料表面及次表面层的优化处理，提高复合材料中各组元间的界面结合强度，改进摩擦学设计和模拟试验等，都应当列为空间机械摩擦学系统今后研究的重点     

BL-1型轮轨润滑成膜膏的研制及其综合性能考察

BL-1型轮轨润滑成膜膏是中国科学院兰州化学物理研究所为火车车轮轮缘与钢轨侧面研制的一种专用粘稠膏状润滑剂,系由润滑油脂、固体润滑剂、金属氧化物、稀土氟化物和增粘剂等配制而成,具有极高的承载能力、低的摩擦系数及良好的抗磨和抗冲击性能。其在半径约为300m的曲线钢轨上使用半年的结果表明,钢轨的平均磨损量是0.5mm,仅为机械油润滑时的1/4,材料消耗费仅为机械油的1/7,因而是一种实用价值很高的轮轨润滑剂。BL-1型轮轨润滑成膜膏的润滑效果比机械油的高两倍,可以明显地降低磨损,延长火车车轮和铁路钢轨的使用寿命,提高机车牵引动力的有效利用率。     

丁氧基二硫代碳酸-S-乙酸酯类化合物的合成、表征和摩擦学性能初步研究

合成了3个丁氧基二硫代碳酸-S-乙酸酯新型化合物,采用核磁共振氢谱、核磁共振碳谱、红外光谱、紫外光谱、质谱和元素分析对添加剂分子结构进行了表征.同时采用热失重分析(TGA)对其热稳定性进行了评价,利用四球摩擦磨损试验机考察了其在液体石蜡中的摩擦学行为,并采用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)分析了钢球的磨损表面形态.结果表明:3种添加剂具有比ZDDP更好的抗磨性能和承载能力;其良好的抗磨和极压性能归因于含添加剂的液体石蜡在摩擦过程中发生摩擦化学反应,并生成了主要由FeSO₄、FeS₂及铁的氧化物等组成的边界膜.