含纳微米硼酸盐和二烷基二硫代磷酸锌液体石蜡润滑下钢—钢体系的摩擦磨损性能研究

在四球试验机上考察了含纳微米硼酸盐及二烷基二硫代磷酸锌（ZDDP）复配添加剂的液体石蜡润滑下钢－钢摩擦副的摩擦学性能。采用X射线光电子能谱仪和扫描电子显微镜分析了复配体系的作用机理。结果表明：纳微米硼酸盐／ZDDP复配添加剂对钢－钢摩擦副的抗磨作用产生对抗效应，在摩擦过程中的某一阶段摩擦系数突然升高，磨损加剧；在试验初期，磨斑表面较为光滑，相应的边界润滑膜为物理和化学吸附膜；随着试验时间的延长，钢球磨斑表面吸附膜表面破裂，磨斑表面变得粗糙并形成微小磨屑碎片，相应的摩擦系数突然升高；随着试验时间的进一步延长，添加剂同钢球磨损表面发生摩擦化学反应，并生成含B、N、S和P等元素的摩擦化学反应膜，从而使摩擦系数波动减小。     

新型含噻二唑有机硼酸酯在锂基脂中的极压抗磨性能及作用机理研究

合成了两种含噻二唑有机硼酸酯添加剂,利用元素分析、红外光谱和质谱对分子结构进行了表征.对两种化合物的热稳定性进行了考察,发现其具有良好的热稳定性.利用四球式摩擦磨损试验机考察了化合物作为锂基润滑脂添加剂的摩擦磨损性能,结果表明:这两种杂环硼酸酯添加剂能大幅度提高锂基润滑脂的承载能力,并具有良好的抗磨减摩性能,是一类性能优异的新型高效润滑脂添加剂.采用软X射线吸收精细结构光谱(XANES)和X射线光电子能谱(XPS)对这两种添加剂的摩擦学机理进行了初步探讨,结果显示钢球磨损表面形成了含氧化硼、铁的硫化物、铁的氧化物、硫酸亚铁以及有机含氮络合物等多组分的混合边界润滑膜,从而使润滑剂的极压性能和抗磨性能得到明显的改善.     

油溶性烷氧基硼酸钠的制备及其抗磨减摩性能研究

合成了油溶性烷氧基硼酸钠,用红外光谱（IR）和等离子体原子吸收光谱（ICP）表征其结构与组成,在四球及环块摩擦磨损试验机上考察了其摩擦学性能,采用扫描电子显微镜（SEM）及光电子能谱仪（XPS）观察分析磨斑表面成分。结果发现：所合成的油溶性含硼和钠的化合物在磨斑表面形成由FeB,Fe2B和沉积物等组成的抗磨减摩膜,从而显著改善油品的抗磨减摩性能。     

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．     

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.     

苯并三氮唑及其衍生物在菜籽油中的摩擦学性能研究

利用四球试验机考察了苯并三氮唑及其衍生物在菜籽油中的摩擦学性能,并用X射线光电子能谱和扫描电子显微镜分析观察磨斑表面的化学组成和形貌。结果表明,苯并三氮唑在菜籽油中有良好的抗磨作用,在其分子中引入长链烷基虽然提高了其在菜籽油中的溶解度,但却降低了其抗磨减摩性能,这主要是由于苯并三氮唑有效成分的减少以及添加剂和基础油之间的竞争吸附所致。     

一种油溶性季铵盐离子液体作为PAO基础油添加剂的摩擦学研究

合成了新型季铵盐磷酸酯油溶性离子液体(N₈₈₈₁₆P₄),采用热重分析仪(TGA)分析其热稳定性. 采用SRV-V微动摩擦磨损试验机和Bruker-NPFLEX表面非接触光学三维轮廓仪考察该离子液体作为聚α-烯烃(PAO 10)基础油减摩抗磨添加剂及其与商业添加剂二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)复配后的摩擦学性能. 结果表明:N₈₈₈₁₆P₄具有优异的油溶性能,与ZDDP具有良好的配伍性. 在室温和高温(100 ℃)条件下,N₈₈₈₁₆P₄均可显著改善PAO 10的减摩抗磨性能. 相较于与ZDDP复配,N₈₈₈₁₆P₄ 单独作为PAO 10添加剂表现出更优异的减摩抗磨性能. 铜片腐蚀试验结果表明,N₈₈₈₁₆P₄几乎没有腐蚀性,且与ZDDP复配后能够明显抑制ZDDP的腐蚀. 利用扫描电子显微镜(SEM)对磨斑表面形貌进行进一步分析,同时结合能谱仪(EDS)和X射线光电子能谱仪(XPS)对磨斑表面主要化学元素进行分析,证明N₈₈₈₁₆P₄能够与金属基底发生复杂的摩擦化学反应,由于其在摩擦副表面形成了含N和P元素的化学反应膜,从而起到优异的减摩抗磨作用.      

含氮杂环硼酸酯添加剂的合成及其摩擦学性能

从分子设计的观点出发,合成了1种新型的含氮杂环硼酸酯添加剂.采用四球摩擦磨损试验机评价了其在液体石蜡中的摩擦学性能,并采用扫描电子显微镜观察分析钢球磨斑的表面形貌.结果表明:在液体石蜡中加入含氮杂环硼酸酯添加剂后,承载能力有较大提高,磨斑直径明显减少.     

电磁场作用下菜籽油的摩擦学性能研究

使用改进后的四球摩擦磨损试验机考察了不同电磁场强度和不同载荷条件下菜籽油的摩擦学性能,结合扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)和X射线光电子能谱仪(XPS)分析了磨斑的表面形貌及表面典型元素的化学状态,并对摩擦学机理进行了初步探讨.结果表明:在所考察的工况下,电磁场有利于改善菜籽油的抗磨减摩性能,其强度越大,对菜籽油抗磨减摩性能的改善效果越好;电磁场通过促进吸附膜的吸附作用和O元素与金属表面作用,有利于在磨斑表面生成更厚、更致密的摩擦化学反应膜,从而增强了菜籽油的抗磨减摩性能;不同强度的电磁场可能会改变长链菜籽油分子在摩擦界面的吸附形态而影响其减摩性能.     

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．     

硫代磷酸咪唑盐作为菜籽油抗磨添加剂

菜籽油作为环境友好润滑剂正逐步得到应用.本文中合成了两种烷基硫代磷酸咪唑盐作为菜籽油无灰抗磨剂(分别记为PS8-8和PS8-12),并与常用的二丁基二硫代磷酸叔辛胺盐(P-DDP)抗磨剂相比较.四球试验和磨斑形貌分析结果表明,新合成的两种添加剂均具有较好的极压抗磨性能,摩擦系数从0.11降低至0.07,磨斑直径从0.82 mm减小至0.28 mm,PB值从490 N增加至981 N.能谱分析结果表明,在摩擦过程中添加剂中的P和S元素与基底反应形成了相应的盐,提高了菜籽油的摩擦学性能.新合成的硫代磷酸咪唑盐是一类性能优异的菜籽油极压抗磨添加剂,有可能作为菜籽油添加剂获得实际应用.     

两种磷氮类添加剂的极压抗磨机理研究

合成了磷酸胺盐和膦酸胺盐极压抗磨添加剂,在防锈和防腐性合格的基础上,在四球摩擦磨损试验机上进行了承载能力试验,并与硫化异丁烯、二烷基二硫代磷酸锌和磷酸三甲酚酯进行了抗磨减摩性能对比试验,同时通过对磨痕进行Ｘ射线光电子能谱分析,探讨了磷和膦酸胺盐添加剂的极压抗磨作用机理。结果显示：２种磷和膦酸胺盐极压抗磨添加剂的承载能力优于常用的含硫添加剂;其摩擦系数处于０．０５～０．０６之间,大大低于对比添加剂的摩擦系数。ＸＰＳ分析结果表明,在磨痕表面Ｐ元素以磷酸铁或亚磷酸铁以及磷化物的吸附形式存在,并起到极压抗磨和减摩作用;Ｎ元素存在形式非常复杂,可能是以吸附形式存在。     

合成酯型摩擦改进剂的制备及摩擦学性能研究

通过酯交换以及酯化反应制备了一种新型合成酯型润滑添加剂(SE).采用四球试验机对比考察了SE与甘油单油酸酯(GMO)在聚α烯烃(PAO)基础油以及发动机油中的摩擦学性能.研究了不同添加浓度、载荷和温度对其摩擦学性能的影响规律.结果表明:SE在PAO以及发动机油中均具有良好的减摩、抗磨损性能,其中SE的减摩性能优于GMO而抗磨损性能则相反,同时对SE与GMO在PAO中的摩擦学机理进行了探讨.加压差示扫描量热试验表明由于受阻酚官能团的存在,SE在PAO以及发动机油中均表现出一定的抗氧化性能.     

二烷基磷酸锌作为润滑油添加剂的摩擦学行为研究

合成了二烷基磷酸锌(ZDP),采用四球摩擦试验机对其作为润滑油添加剂的摩擦磨损性能进行了研究,同时研究了ZDP与有机胺进行复配后的摩擦磨损性能.采用扫描电子显微镜(SEM)分析了磨损表面的微观形貌,采用X射线光电子能谱仪(XPS)分析了摩擦表面典型元素的化学状态.结果表明:ZDP作为润滑油添加剂与二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)相比,表现出低摩擦高磨损的性能;ZDP与有机胺复配之后表现出优异的摩擦磨损性能,其原因是由于复配之后在摩擦表面形成了复杂的含有N、P等元素的摩擦化学反应膜,同时提高了摩擦表面P元素的含量进而起到了降低摩擦磨损的作用.     

二乙基二硫代氨基甲酸镧配合物润滑脂添加剂的摩擦学研究

在空气环境下，制备了一种二基二硫代氨基甲酸与稀土元素镧的配合物（ＥＬａＤＴＣ）。利用四球试验机评价了其在通用锂基润滑脂中的极压和抗磨损性能，并与常用二烷基二硫代磷酸锌（ＺＤＤＰ）进行了对比。结果表明：此类稀土配合物能够显著提高锂基润滑脂的极压性能，且优于ＺＤＤＰ；同时具有良好的抗磨损性能，在添加质量分数为１％时ＥＬａＤＴＣ的抗磨损效果优于ＺＤＤＰ。采用ＸＰＳ对ＥＬａＤＴＣ的极压抗磨机理进行了分析，     

椰油酰胺聚氧乙烯醚水溶液的摩擦学性能研究

本研究中选取椰油酰胺聚氧乙烯醚(Cocamide-POE)作为水基润滑液的基础添加剂进行摩擦学性能研究.首先利用NGY-6型纳米级膜厚测量仪对Cocamide-POE水溶液的成膜性能进行了测试,结果表明CocamidePOE的加入提高了纯水的成膜能力,其膜厚随着线速度的增大而逐渐增加,与浓度关系并不明显.然后利用四球试验机对Cocamide-POE水溶液的摩擦磨损性能、稳定性能和极压性能进行了研究,并利用三维形貌仪对钢球表面磨痕的三维形貌进行了分析,试验结果表明Cocamide-POE水溶液具有良好的减摩抗磨性能,且添加剂质量百分数为3%的Cocamide-POE水溶液最大无卡咬负荷(PB)值达到784~834 N.总的来说,Cocamide-POE具有非常好的工业应用前景.     

几种磷氮极压抗磨添加剂在聚乙二醇中的摩擦学研究

以十二胺和十八胺、磷酸二甲酯和磷酸二丁酯为原料合成系列磷酸酰胺类P-N型极压抗磨添加剂,用四球摩擦磨损评价了其添加到聚乙二醇(PEG-400)中的摩擦学性能,并用X射线吸收精细结构光谱(XANES)对所形成的摩擦膜进行了表面分析,初步探讨了该类添加剂的摩擦化学作用机理.摩擦学性能评价结果表明:所合成的P-N型添加剂添加于聚乙二醇(P-EG)润滑液中都具有良好的摩擦学性能,其中烷基链较短的PN1表现出优异的抗磨和耐极压特性.XANES分析结果显示:该类P-N型添加剂在PEG润滑液生成的摩擦膜主要有吸附层和反应层组成,在反应层中,磷元素主要以磷酸盐和聚磷酸盐形式存在.