纳米锌添加剂适宜自修复条件的试验研究

运用均匀设计的试验方法考察了纳米锌作为自修复添加剂在HQ-1摩擦体系中的适宜自修复条件;利用SPSS统计软件对试验结果进行了回归分析,建立了自修复性能与载荷?转速?浓度和修复时间之间的数学模型,规划求解寻找适宜自修复的条件,并经过试验验证其准确性;使用粗糙度测量仪测试了修复前后试块磨痕表面状况,采用带有能谱仪(EDS)的扫描电子显微镜分析了修复前后试块磨痕的表面形貌.结果表明:所建立的回归模型可信?可行,具有显著性和统计意义,仪器测试结果与自修复效果有较好的一致性,分析结论对适宜自修复条件的确立具有指导意义.     

钢球检测用展开轮表面微结构增摩降磨特性分析

针对钢球缺陷检测过程中,镜面钢球打滑引起的滑动摩擦导致展开轮磨损这一问题,以实现展开轮增摩降磨为目标,提出将微结构应用于钢球展开轮表面的方法.首先,应用激光微造型技术在T10A试件表面加工不同特征参数凹坑微结构,采用单因素法在MMW-1立式万能磨擦试验机上进行点接触干滑动摩擦试验;在综合考虑局部激光硬化和几何参数对磨损性能影响的基础上,结合试验数据建立基于Archard理论的微结构磨损模型;最后通过仿真技术及磨损试验验证磨损模型的正确性,进而对微结构特征参数进行优选.结果表明:在点接触干滑动摩擦工况下,提出的三种微结构表面均可以实现增摩降磨;建立的磨损模型能准确地计算磨损系数用以分析实际工况的磨损特性;优选了凹坑面积在S_2~S_4范围内的菱形微结构.提出的方法为钢球表面缺陷检测设备提供了技术支持,所建的磨损模型为干摩擦状态下凹坑微结构表面磨损程度的预测提供了理论参考.     

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。     

纳米铜自修复性能评价标准研究

为了建立纳米抗磨添加剂自修复性能的评价标准,提出了以磨损试验后试块质量增重为衡量依据的实验设想。以商品纳米Cu抗磨自修复剂作为考察对象,在高速环块磨损试验机上,发现了在不同试验力、转速、试验时间和添加剂浓度等试验条件下,试块摩擦增重的变化规律,从而提出了对添加剂自修复性能进行评定的试验方法和条件,并进行了重复性和再现性测试。通过扫描电子显微镜、X射线能量色散谱仪等对磨痕表面形貌和元素的分析,证实了添加剂的抗磨自修复性能和评价方法的可行性。     

苯甲酸/硬脂酸钛基润滑脂摩擦磨损性能研究

在实验室制备出苯甲酸/硬脂酸钛基润滑脂,考察了复合钛基润滑脂的摩擦磨损性能及承载能力,并与成品锂基和脲基润滑脂进行对比,利用扫描电子显微镜观察钢球的磨斑表面形貌,并用X射线光电子能谱仪分析钢球磨斑表面主要元素的化学状态.结果表明,复合钛基润滑脂具有较好的减摩耐磨性能和极压承载能力,其摩擦系数与锂基、脲基润滑脂相当,磨斑直径与锂基润滑脂接近,略高于脲基润滑脂的磨斑直径,极压承载能力低于脲基,与锂基相同.在复合钛基润滑脂润滑下,钢球的主要磨损特征为轻微的黏着磨损,其减摩抗磨机制为在摩擦表面生成含钛元素的化学沉积膜.     

纳米Cu在聚乙二醇溶液中的摩擦磨损性能研究

采用原位合成法以聚乙二醇400作为反应介质,以氢氧化钠和氨基配体作为分散剂,用乙二醇还原六水合乙酸铜制备出纳米Cu粉和纳米Cu聚乙二醇溶液,用X射线衍射仪和透射电子显微镜表征其结构,在四球摩擦磨损试验机上评价了含不同质量分数纳米铜粉的聚乙二醇溶液的摩擦磨损性能,并与分散剂进行对比.结果表明:所制备的纳米铜粒径约5 nm且分布均匀;纳米Cu粉可以显著提高聚乙二醇的抗磨和减摩性能.这是由于纳米铜在钢球磨斑表面形成了铜沉积膜和微量的一价氧化铜.     

SiO2/SnO2复合纳米微粒添加剂的摩擦学性能及其对磨损表面的修复作用研究

采用化学方法制备了SiO2 SnO2 复合纳米微粒，分别采用四球摩擦磨损试验机和环一块摩擦磨损试验机考察了其作为矿物油添加剂的抗磨减摩性能及对磨损表面的修复作用．用扫描电子显微镜观察、分析了磨斑表面形貌，并探讨了复合纳米微粒添加剂的润滑作用机理．结果表明，SiO2 SnO2 复合纳米微粒添加剂具有优良的减摩抗磨性能，且对磨损表面具有一定的修复作用．其原因在于，SiO2 SnO2 复合纳米微粒在摩擦表面沉积并在接触区的高温高压作用下熔融铺展，形成低剪切强度的表面膜．     

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.     

油溶性纳米Cu在微动磨损条件下的自修复行为与机理研究

将质量分数为1%的油溶性纳米铜分散于SJ 15W/40汽油机油中并以SJ 15W/40汽油机油为参比油、采用SRV型微动摩擦磨损试验机考察了油溶性纳米铜添加剂的摩擦磨损自修复行为.用表面轮廓仪、显微硬度计、扫描电子显微镜以及X射线光电子能谱仪等对摩擦副磨损表面进行了分析.结果表明,在本试验条件下,与参比油相比,添加油溶性纳米铜的SJ 15W/40汽油机油的摩擦系数和磨损体积损失均有大幅降低,且在达到一定试验时间和载荷后出现磨损负增长,表现出了明显的磨损自修复效应.油溶性纳米Cu能够改善摩擦副的表面磨损状况,使其得到整平和修复,其机理主要为软金属纳米颗粒(纳米Cu颗粒)在摩擦过程中由于物理、化学和电化学等作用而沉积于摩擦表面,形成含有单质铜的自修复沉积膜,从而起到了磨损自修复作用.     

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.     

羟基硅酸镁复合粉体润滑油添加剂对钢-钢摩擦副的抗磨自修复机理

以羟基硅酸镁复合矿物粉体作为润滑油添加剂,采用MM-200型环-块摩擦磨损试验机研究了45^#钢摩擦副的减摩抗磨性能;采用扫描电子显微镜观察了钢环磨损表面和润滑油所含添加剂颗粒的形貌,采用能谱仪分析了钢环磨损表面成份,采用表面形貌仪测定了钢环磨损表面粗糙度,进而探讨了复合矿物粉体添加剂的抗磨自修复机理.结果表明:羟基硅酸镁复合矿物粉体添加剂对钢-钢摩擦副具有良好的减摩抗磨作用.在基础油(46^#机油)润滑条件下,随着载荷的增加,磨损机制由轻微擦伤转变为严重擦伤和黏着磨损.在含添加剂的油润滑条件下,较低载荷下钢环磨损表面发生轻微擦伤,且擦伤程度比基础油润滑下的更轻;而在较高载荷条件下钢环磨损表面非常光滑,呈现轻微的黏着磨损迹象.其原因在于在较低载荷条件下,添加剂在摩擦过程中可发生团聚形成大小不一的球状团聚体,球状团聚体可起到微球轴承的作用,使钢-钢摩擦副由滑动接触状态转变为滚动接触状态,从而显著降低摩擦系数,提高抗磨性能.而在较高载荷下,羟基硅酸镁复合矿物粉体添加剂易在钢-钢摩擦副磨损表面形成自修复抗磨层,从而隔离金属表面的直接接触,起到良好的减摩抗磨作用.     

天然蛇纹石粉体润滑油添加剂的自修复性能及自修复层形成机理研究

采用RFT-III型往复摩擦磨损试验机(盘-块接触方式)考察了油酸表面修饰天然蛇纹石粉体润滑油添加剂对钢-钢摩擦副的自修复性能;采用显微硬度计测定了试块磨损表面硬度,采用扫描电镜、能谱仪、X射线光电子能谱仪分析了试块磨损表面和截面的形貌、组成、典型元素的化学状态,探讨了天然蛇纹石粉体的自修复机理.结果表明:油酸表面修饰天然蛇纹石粉体作为润滑油添加剂可显著减小钢-钢摩擦副的摩擦系数和磨损率.这是由于其可经由摩擦化学作用而在磨损表面生成具有良好减摩抗磨性能的自修复层所致.自修复层由不同粒径的纳米颗粒密堆积而成,主要成份为Fe₂O₃和非晶石墨,并含有少量Fe、有机物碎片、含硅有机化合物、SiO₂等.     

亚微米颗粒化凹凸棒石粉体对45#钢的减摩与自修复

利用球磨法将具有纤维束结构的一维纳米凹凸棒石粉体进行亚微米颗粒化改造.将亚微米颗粒化凹凸棒石粉体分散在长城牌柴油机润滑油CD 15W/40中,利用端面摩擦磨损试验和环-块摩擦磨损试验考察其减摩与自修复性能,并与未添加凹凸棒石粉体的CD 15W/40进行对比.借助XRD、SEM、TEM、EDX和XPS对试验样品进行了分析测试,并探讨了亚微米颗粒化凹凸棒石粉体对45#钢磨损表面的自修复机理.结果表明:高能球磨可以完成将纤维状的凹凸棒石粉体向颗粒状转变的过程,改造后的粉体物相组成为凹凸棒石和石英,粒度属于亚微米级;CD15W/40添加亚微米颗粒化凹凸棒石粉体后,其减摩性提升58.4%;与CD 15W/40润滑表面相比,加入亚微米颗粒化凹凸棒石粉体后,磨损表面光滑,没有明显犁沟、点蚀坑和表面材料塑性变形等现象;磨痕处存在与基体材料不同的修复区域,该修复区域沉积了O、Si、Fe等元素,说明亚微米颗粒化凹凸棒石粉体对45#钢具有优良的减摩性和自修复性能.     

含硫和磷的苯并三氮唑衍生物作为菜籽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一种含硫和磷的苯并三氮唑衍生物 BDDP作为菜籽油添加剂的摩擦学性能 ,在热重分析仪上考察了其热稳定性能 ,并通过钢球磨损表面的 X射线光电子能谱分析探讨了其在菜籽油中的减摩抗磨和极压作用机理 .结果表明 ,所合成的添加剂具有较高的热稳定性和很高的承载能力 ,可以明显改善菜籽油的抗磨性能 ,是一种潜在的可生物降解润滑油添加剂     

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。     

含硫硼酸酯与磷酸三甲酚酯复合添加剂在菜籽油中的协同效应

合成了 3种含硫硼酸酯 ,利用四球摩擦磨损试验机考察了含硫硼酸酯、磷酸三甲酚酯及其复合添加剂对菜籽油摩擦学性能的影响以及添加剂结构、组成与其摩擦学性能的关系 ,用 X射线光电子能谱仪和扫描电子显微镜观察分析了磨损表面的形貌和元素化学状态 .结果表明 :合成的含硫硼酸酯在一定浓度范围可以改善菜籽油的抗磨性能 ;所考察的添加剂在适当的添加量下均可提高菜籽油的承载能力和抗磨性能 ,但减摩效果不显著 ;含上述添加剂的菜籽油在摩擦过程中发生摩擦化学反应 ,生成由菜籽油甘油酯和添加剂摩擦化学反应产物组成的边界润滑膜 ,从而改善菜籽油的摩擦学性能     

醇和羧酸添加剂对菜籽油抗磨与极压性能的影响

在四球摩擦磨损试验机上考察了醇－菜籽油及羧酸－菜籽油对钢－钢摩擦副抗磨与极压性能的影响,并分析了其润滑机制。结果表明,醇不能改善菜籽油的抗磨性能及承载能力,羧酸能明显改善菜籽油的抗磨性能,但却降低其承载能力,这与菜籽油本身的特性及三者的极性强弱有关。钢球磨损表面ＸＰＳ分析表明：２种润滑剂体系在摩擦过程中均形成了复杂的表面保护膜。２种润滑剂体系在钢球表面形成的保护膜的特性不同,这决定了它们个有不同的     

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。