多库酯类离子液体作为镁合金润滑剂的摩擦学性能及机理研究

合成了以季铵盐、季鏻盐和烷基咪唑为阳离子,琥珀酸二异辛酯磺酸为阴离子的五种多库酯类离子液体,考察了其理化性能,研究其作为钢-镁合金摩擦副润滑剂的摩擦学性能,并与常规离子液体1-丁基-3-甲基咪唑双(三氟甲基磺酰基)亚胺(L-F104)作对比. 结果表明:该类离子液体具有良好的黏温性能和热稳定性,并且与L-F104相比,对镁合金腐蚀较轻,且具有优异的减摩抗磨性能;接触电阻和磨斑表面元素分析结果表明该类离子液体能够在镁合金表面形成有效的吸附膜,且摩擦试验过程中形成了MgSO₄和MgO等物质的摩擦化学反应膜,能够阻止摩擦过程中金属表面间的直接接触,从而起到减摩抗磨效果.      

硫代钼酸镍的热稳定性及其摩擦学性能研究

采用X射线衍射和电子探针鉴定了硫代钼酸镍的结构及其经不同温度加热或高温摩擦磨损试验后磨损表面产物的结构和成分,用热重法对其热稳定性进行了评价。在四球摩擦磨损试验机和硝-盘式高温摩擦磨损试验机上考察了其作为油品剂及固体润滑剂的摩擦学特性,探讨了其作为固体润滑剂在升温过程中可能发生的化学变化及其对润滑性能的影响。结果表明：硫代钼酸镍的氮气流中表现出较好的热稳定性。在空气中于350℃左右开始变化氮化分解;其高温氮化分解产物MoO3和MoS2具有明显的减摩作用,因此硫代钼酸镍可用作室温到高温（20～800℃）下的固体润滑剂。     

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.     

纳米铜作为N32润滑油添加剂的摩擦学性能研究

本文借助电子扫描透镜(TEM)和X-射线衍射仪(XRD)对油溶性纳米铜颗粒进行了物相分析,通过四球试验机钢-钢摩擦副确定了纳米铜颗粒作为N32润滑油添加剂的最佳添加量,并比较了含有纳米铜最佳添加量的N32基础油和纯N32基础油润滑条件下电主轴的噪声、振动速度有效值和温升值.结果表明:纳米铜添加质量分数为0.5%时,摩擦系数和磨斑直径最小,且电主轴产生的噪音、振动速度有效值和温升值低于同一转速下使用纯N32基础油的结果.     

杂环离子液体作为钛合金润滑剂的摩擦学性能研究

以3-(苯并噻唑-2-巯基)丙烷磺酸为阴离子,烷基链长与活性元素不同的季鏻、季铵为阳离子,合成了4种杂环磺酸基离子液体(ZILs),研究了其作为钛合金润滑剂的摩擦学性能.并以传统离子液体1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲烷磺酰亚铵盐(L-F104)作为对照样,评价了ZILs的黏温性能、热稳定性、吸附性能和摩擦学性能.研究结果表明：ZILs的黏度均大于L-F104的黏度,且随阳离子链长的增加略有减小.同时,ZILs的热分解温度均高于240℃,具有较好的热稳定性.在不同温度下,ZILs(除N₄₄₄₄ZPS和P₈₈₈₈ZPS外)在钢/钛摩擦副上的减摩抗磨性能均优于对照样LF104,主要归因于ZILs阴离子中磺酸基在钛界面上的极性吸附作用.此外,ZILs中活性元素与钛金属基底发生摩擦化学反应,形成稳定的化学反应膜.     

几种含铅有机化合物作为润滑油添加剂摩擦学特性及作用机理研究

在200SN矿物基础油中，用原位合成法、复分解法以及微波辅助合成法分别合成了月桂酸铅、油酸铅、环烷酸铅、硬脂酸铅和烷基水杨酸铅，用四球摩擦磨损试验机，在高速低负荷及低速高负荷两组试验条件下评价了其摩擦学性能。结果表明：不同结构羧酸铅的油溶性、抗磨减摩性能以及抗极压性能存在较大差异，其摩擦学性能与羧基结构密切相关，环烷酸铅和烷基水杨酸铅的油溶性最好；月桂酸铅的抗磨性能和抗极压性能最好，油酸铅的减摩性能最好。通过对铅盐分子结构及相应钢球磨斑表面进行扫描电子显微镜和X射线光电子能谱分析，发现铅盐对基础油摩擦学性能的改善归因于摩擦过程中有机铅盐在摩擦副表面形成一定强度的吸附膜以及部分吸附膜转化为铅氧化物膜的摩擦化学反应。铅盐烷基链结构的不同使其在摩擦副表面的吸附量和吸附强度不同，从而影响润滑油膜的化学组成和物理性能，并进而产生摩擦学性能差异。     

氟代二酮的摩擦学特性及抗磨机理研究

采用Optimal SRV型微动摩擦磨损试验机评价了氟代二酮作为润滑油及其添加剂的摩擦学性能，并通过钢盘磨损表面的X射线光电子能谱和扫描电子显微镜分析探讨了氟代二酮的减摩抗磨作用机理．结果表明，氟代二酮的摩擦学性能受其化学结构和试验载荷的影响；烷基芳基二酮的抗磨效果最好；摩擦过程中氟代二酮在摩擦副表面发生了摩擦化学反应，形成了由化学反应膜和吸附膜构成的边界润滑膜，从而起到减摩抗磨作用．     

硫代钼酸镍作为油品添加剂的尺寸效应和摩擦学性能

用水溶液法、高能球磨法和乳状液相转移法制备出颗粒尺寸分别为微米和纳米量级的硫代钼酸镍粉末,研究了粉末粒径大小与其在润滑油中分散稳定性的关系和作为油品添加剂从室温到高温的摩擦学性能,结果表明：硫代钼酸镍粉末粒径对其在油品中的分散稳定性和摩擦学性能有明显影响,当粉末粒径变小时,其分散稳定性可提高48倍,在四球试验机上测定的pB值提高约3.3倍,磨斑直径WSD值降低三分之二,在室温到高温的销《盘摩擦磨损试验中,摩擦系数最多可降低70%左右;其降低程度与摩擦副配副及其表面粗糙度有关。     

油溶性铜纳米微粒作为液体石蜡添加剂的摩擦学性能研究

采用液相化学还原法在溶液中原位合成了有机化合物表面修饰铜纳米微粒,用航向电子显微镜表征了微粒的尺寸、形貌和结构,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,并与二烷基二硫代磷酸锌（ＺＤＤＰ）进行了对比,结果表明：铜纳米微粒添加剂能够显著提高基础油的极压性能,同时具有良好的抗磨性能,尤其是在高负荷下其性能优于ＺＤＤＰ,采用ＥＰＭＡ和ＸＰＳ对铜纳米微粒的极压抗磨机理进行了分析,发现在     

油溶性Cu纳米微粒作为15W／40柴油机油添加剂的摩擦学性能研究

制备了油溶性铜纳米微粒，用四球摩擦磨损试验机考察了其作为CD15W／40柴油机油添加剂的摩擦学性能；用扫描电子显微镜、X射线能量色散谱仪和X射线光电子能谱仪分析了钢球磨损表面形貌、组成和化学状态．结果表明：油溶性铜纳米微粒作为添加剂能显著改善CD15W／40柴油机油的摩擦学性能；在载荷196N、试验时间60min和载荷为392N、试验时间为30min，最佳纳米铜含量条件下，相应的钢球磨斑直径同基础油润滑下相比分别减小了24％和42％；当添加浓度达到1％时，CD15W／40柴油机油的pB和pD值分别提高了约200N和800N．这同其在摩擦副接触表面的沉积行为有关。     

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。     

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。     

铋纳米微粒添加剂的摩擦学性能研究

采用液相分散法制备了平均粒径为60 nm的油溶性铋纳米微粒,用四球摩擦磨损试验机考察了所制备的铋纳米微粒作为润滑油添加剂的减摩抗磨性能.结果表明,当添加量处于0.04%～1.00%范围内时,铋纳米微粒表现出良好的减摩抗磨性能,并能显著提高基础油的失效负荷.     

几种含氯硼酸酯添加剂的摩擦学性能研究

利用四球试验机和环－块试验机对自行合成的几种含氯硼酸酯作为润滑油添加剂的摩擦学性能与不含氯硼酸酯及氯代十六烷的进行了对比试验研究，利用Ｘ射线光电子能谱对摩擦表面的组成及Ｂ１ｓ和Ｃｌ２ｐ的电子结合能进行了分析。环－块试验结果表明，含氯硼酸酯与不含氯硼酸酯的摩擦磨损性能相差不大；四球试验结果表明，含氯硼酸酯的最大无卡咬负荷比不含氯硼酸酯的高，而且含氯硼酸酯的减摩抗磨效果比氯代十六烷的好，承载能力也比氯代十六烷的高。Ｘ射线光电子能谱分析表明，硼在摩擦表面是以降解的硼酸酯的形式存在，而氯在摩擦表面则是以铁的氯化物和含氯硼酸酯的两种形式存在。     

碳酸钙纳米颗粒复合超分子凝胶润滑剂的摩擦学性能研究

采用碳酸钙纳米颗粒与全氟聚醚型超分子凝胶复合得到了一种新型的纳米颗粒复合超分子凝胶润滑剂. 超分子凝胶具有错综复杂的网络结构,有效地提高了碳酸钙纳米颗粒在全氟聚醚润滑油中的分散稳定性. 此外,碳酸钙纳米颗粒作为添加剂极大地提高了超分子凝胶的润滑性能,使其表现出较好的耐高温性能,以及较高的承载力. 采用差式扫描量热仪、热重分析仪和流变分析仪对该复合润滑剂的热力学性能进行表征,结果显示该复合润滑剂具有很好的热稳定性以及较好的力学性能. 最后,通过X射线光电子能谱(XPS)对其摩擦机理进行表征,结果表明碳酸钙纳米颗粒复合超分子凝胶润滑剂优异的摩擦学性能可归因于碳酸钙纳米颗粒在摩擦副表面形成了易剪切的薄膜,以及小尺寸的纳米粒子在摩擦过程中对摩擦表面进行的自修复效应.      

酯基功能化离子液体作为钢/钢摩擦副润滑剂的摩擦学性能研究

合成了含酯基官能团的咪唑类离子液体;研究了其物化性质及热稳定性;通过与非功能化的烷基咪唑离子液体对比,在SRV摩擦磨损试验机上研究了常温及高温条件下酯基功能化离子液体作为钢/钢摩擦副润滑剂的摩擦学性能;用SEM和XPS对磨斑表面进行了分析.结果表明:酯基功能化离子液体具有很高的热稳定性;酯基团的引入使得离子液体的黏度有所增加,导致其在较低载荷下的减摩性能降低,但引入的酯基官能团增强了离子液体对金属表面的化学吸附力,使其抗磨性能显著提高,在高载荷下离子液体分解所产生的活性元素氟与摩擦副表面的金属发生摩擦化学反应,生成以氟化亚铁和氧化铁为主体的边界润滑膜,从而降低了摩擦和磨损.同时发现含有TF₂N^-阴离子的功能化离子液体较含有BF^-₄阴离子的功能化离子液体具有更好的抗磨性能;含有较长N-烷基链的功能化离子液体的抗磨减摩性能较好.     

五龄黑水虻油脂衍生物作为润滑油添加剂的性能研究

为探索黑水虻幼虫体内的粗油脂作为生物润滑油添加剂的应用可行性,本文中以五龄黑水虻虫体的粗油脂为原料,通过纯化、水解反应和酯化反应合成了虫体油脂衍生物.采用核磁共振波谱、傅里叶红外光谱和热重分析仪对其结构和热稳定性进行表征,发现其热稳定性良好.采用UMT-TriboLab摩擦磨损试验机和四球摩擦试验机分别研究了虫体油脂衍生物作为润滑油添加剂在点-面和点-点接触模式下的摩擦学性能,并与商用合成酯的性能进行对比.结果表明,在基础油150N中添加质量分数为1%的虫体油脂衍生物时,油品表现出较优的减摩和抗磨效果.在点-面接触模式下,摩擦系数和磨损率相对于基础油分别降低25.0%和92.0%,且在200℃高温下仍能保持减摩效果.在点-点接触模式下,磨损率相对于基础油降低了84.5%.可见虫体油脂衍生物作为润滑油添加剂能够有效提高油品的摩擦学性能.采用接触角试验验证了虫体油脂衍生物作为润滑油添加剂在金属表面的吸附性能.结果表明,虫体油脂衍生物在润滑过程中能够优先吸附在摩擦副的金属表面,形成润滑保护膜,使油品的减摩和抗磨性能提升.通过显微红外光谱和拉曼光谱研究了虫体油脂衍生物的润滑作用机理,表明磨痕表...     

荷电植物润滑油的摩擦学性能研究

采用表面活性剂十二烷基苯磺酸钠对LB-2000植物润滑油进行改性,获得了适用于静电喷雾润滑的植物润滑油.用傅立叶变换红外光谱仪表征了荷电前后润滑油的分子结构,分析了其荷电及理化性能.在四球摩擦磨损试验机上考察了静电喷雾润滑条件下润滑油的摩擦学性能,用光学显微镜和X射线光电子能谱仪对钢球磨斑表面和下试盘进行了表征.结果表明:荷电后润滑油分子极性增大,黏度、接触角、表面张力减小,电晕电场产生活性粒子O3、O加速新生表面氧化;在摩擦界面,吸附膜和金属氧化膜共同作用,促进润滑膜的形成,使荷电植物润滑油具有良好的减摩抗磨性能.     

纳米碳酸钙作为润滑脂添加剂的摩擦学性能及流变行为研究

使用碳化法制备出三种具有不同粒径的纳米碳酸钙颗粒,利用透射电镜(TEM)和X射线衍射仪(XRD)对其形貌及结构组成进行表征.通过UMT-2摩擦学试验机及RS6000流变仪分别考察了纳米颗粒作为润滑脂添加剂的摩擦学性能及流变学行为,并通过X射线多功能电子能谱仪(XPS)对磨斑表面进行分析.结果表明:所制备的三种纳米颗粒均为方解石结构,可以显著提高基础脂的减摩抗磨性能;添加剂浓度及添加剂尺寸均会影响润滑脂最终的摩擦学性能;在最佳添加浓度和尺寸条件下,能够同时获得最佳的抗磨减摩性能;过高的添加剂浓度会影响润滑脂的结构稳定性,进而影响其摩擦学性能;三种纳米添加剂在磨斑表面形成以碳酸钙为主要成分的润滑膜,纳米颗粒物理性质的差异可能导致其摩擦学性能的差异.     

石墨烯/LaF3的制备及其作为水基润滑剂的摩擦学性能研究

本文中采用简单的液相化学反应和水热还原过程,成功制备了还原氧化石墨烯纳米片和氟化镧复合材料(rGO/LaF₃). 通过SRV-1微动摩擦试验机测试了系列样品作为水润滑添加剂时的摩擦学性能. 结果显示:当rGO和LaF₃的比值为2∶1时,具有最低摩擦系数0.335;当比值为1∶1时,磨损体积最小;相比纯水,添加rGO/LaF₃复合材料(质量分数0.1%)后表现出了一定的减摩和抗磨作用,其中抗磨效果比较明显.