含纳米添加剂的润滑体系在摩擦过程中的接触电阻研究

采用UMT-2型微摩擦磨损试验机考察了4种纳米颗粒LaF3、Ag、SiO2 及Al2O3作为润滑油添加剂在摩擦过程中的接触电阻随时间变化的情况,并由此监测摩擦副表面的成膜状况;采用X射线光电子能谱仪分析4种纳米添加剂润滑下磨损表面典型元素的化学状态,并结合接触电阻测试结果分析纳米油润滑添加剂的润滑机理.结果表明:接触电阻测试能够适时监测添加剂在摩擦副表面的成膜过程,4种纳米润滑油添加剂在边界润滑条件下均能够在磨损表面沉积成膜,其在试验过程中的化学状态没有发生变化,但4种纳米润滑油添加剂在摩擦过程中的成膜性能不同,Ag和LaF3在摩擦过程中的沉积速率、沉积膜厚度及其在摩擦副表面的结合强度优于SiO2和Al2O3.     

几种纳米微粒作为锂基脂添加剂对钢-钢摩擦副摩擦磨损性能的影响研究

采用四球摩擦磨损试验机考察了纳米SiO2、纳米LaF3及纳米Ni等3类纳米微粒作为锂基脂添加剂对钢-钢摩擦副摩擦磨损性能的影响;采用扫描电子显微镜、X射线能量色散谱仪及X射线光电子能谱仪分析了含纳米微粒添加剂的锂基脂润滑下的钢球磨损表面形貌、元素面分布及典型元素的化学状态.结果表明:3种纳米微粒作为添加剂均能够显著提高锂基脂的减摩抗磨能力;锂基脂及含不同纳米添加剂的锂基脂润滑下的钢球磨损表面形貌及其表面保护膜的性质存在明显差异,这种差异决定了钢-钢摩擦副在相应脂润滑条件下的摩擦磨损性能差异;含纳米SiO2的锂基脂润滑下的钢球磨损表面形成的含纳米SiO2的表面保护膜均匀且厚度适中,故其相应的减摩抗磨效果最佳.     

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.     

超声振动对纳米二氧化硅(n-SiO2)添加剂减摩抗磨性能的影响

在有和无超声振动条件下,分别考察了含不同质量百分数n-SiO2添加剂的减摩抗磨性能,初步探讨了超声振动下纳米二氧化硅(n-SiO2)添加剂的润滑机理.结果表明:超声振动通过减小纳米微粒所受的正压力、促进纳米微粒滚动及增加摩擦表面的活性3种方式改善摩擦表面的润滑状态.超声振动使n-SiO2润滑下的磨痕深度下降,表面硬度降低,磨损表面Si元素含量增加,有效地改善了摩擦表面的润滑状态.在试验范围内,超声振动对0.5%n-SiO2添加剂的减摩抗磨性能影响效果最显著,摩擦副间的摩擦系数和45#钢表面的磨损体积量分别降低了12%和34%.     

碳钢表面渗硼层在油润滑条件下的摩擦磨损性能研究

采用化学热处理工艺对 45 # 钢进行渗硼表面改性 .在 SRV摩擦磨损试验机上对比考察了渗硼层在液体石蜡及含硼添加剂 -液体石蜡润滑下的摩擦磨损性能 .采用 X射线光电子能谱仪和 X射线衍射仪对比分析了 45 #钢表面硼改性层和含硼添加剂润滑下钢球磨斑表面典型元素组成和化学状态 .结果表明 ,化学渗硼可以大幅度降低碳钢的摩擦系数和磨损体积损失 ,渗硼层主要由 Fe2 B和 B2 O3 组成 ;渗硼改性层在含硼添加剂 /液体石蜡润滑下的摩擦磨损性能进一步改善 ,这归因于渗硼改性和含硼添加剂的摩擦化学效应的双重作用     

有机钼及其复合纳米润滑添加剂的摩擦磨损性能研究

采用X-P型销-盘摩擦磨损试验机和MRS-10J型四球摩擦磨损试验机考察了N68MD、N68ME、N68和SAE404种含有机钼及其复合纳米润滑添加剂的润滑油的摩擦磨损性能,分别采用扫描电子显微镜和电子衍射能量谱仪分析了摩擦副的磨损形貌及其磨损表面元素分布情况.结果表明:在N68MD润滑时,钢/钢摩擦副具有较低的摩擦系数和磨损量,并且具有良好的抗极压性能;在N68ME润滑时,钢/钢摩擦副除了表现出很小的摩擦系数和良好的抗极压性能以外,还表现出优异的自修复功能,这是由于有机钼与纳米铜协同作用的结果.     

蛇纹石粉体作为自修复添加剂的抗磨损机理

在润滑油中添加蛇纹石粉体,采用MM-200摩擦磨损试验机研究了45#钢-45#钢摩擦副摩擦磨损特性,借助SEM、EDAX及XPS分析不同润滑条件下45#钢环的表面形貌和成分.实验结果表明:添加剂的加入能够有效地降低摩擦副的磨损量;所形成保护层的主要组成元素为Fe,O,C,Mg和Si,说明添加剂直接参与了膜的形成,而膜的形成不是添加剂粉体简单地附着在摩擦副表面,而是在摩擦磨损过程中发生了一定的分解及物理化学反应,从而形成自修复膜层.     

氨基黏土制备及其作为水基润滑添加剂的摩擦学性能研究

以MgCl_2和硅烷偶联剂KH550为原料,在乙醇溶液中制备了水溶性氨基黏土;采用X射线衍射仪、傅立叶变换红外光谱仪等分析了产物的组成和结构;采用四球摩擦磨损试验机考察了所制备的氨基黏土作为水基润滑添加剂的摩擦学行为,采用扫描电镜观察了钢球磨损表面形貌,采用能谱仪测定了磨损表面元素组成.结果表明:所制备的氨基黏土在水中的分散性良好;其作为水基润滑添加剂可在钢球摩擦副接触表面形成由Mg、Si、O和Fe等元素组成的润滑修复膜,从而表现出良好的减摩抗磨性能,并在一定程度上抑制水对钢的腐蚀作用.     

聚酰亚胺/二硫化钼插层复合材料的制备及其摩擦磨损性能研究

用插层法制备了聚酰亚胺/二硫化钼插层复合材料(PI/MoS2),采用X射线衍射仪、红外光谱仪以及扫描电子显微镜等对材料的结构进行表征,采用四球长磨摩擦磨损试验机考察了聚酰亚胺/二硫化钼插层复合材料作为润滑脂添加剂的摩擦磨损行为.结果表明,所合成的PI/MoS2插层复合材料作为锂基脂添加剂对钢-钢摩擦副表现出良好的减摩抗磨作用.这主要是由于在摩擦过程中钢球表面形成了由FeSO4、MoO3及Fe的氧化物等组成的边界润滑及防护薄膜所致.     

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.     

纳米Fe_3O_4与纳米SrO·6Fe_2O_3填充丁腈橡胶复合材料的摩擦磨损性能比较

采用共混法制备了NBR/Fe3O4复合材料和NBR/SrO.6Fe2O3复合材料,使用UMT-2MT摩擦磨损试验机和2206型表面粗糙度测量仪对复合材料的摩擦系数和摩擦磨损状况进行了测试.通过扫描电子显微镜与X射线能量色散谱仪对NBR/Fe3O4复合材料的表面微观形貌以及纳米粒子在橡胶中的分布情况进行了探讨.结果表明:2种纳米材料的加入均能够改善NBR的耐磨性,其中NBR/Fe3O4复合材料的耐磨效果更佳.Fe3O4和SrO.6Fe2O32种纳米粒子的最佳添加量均为10%左右(质量分数).纳米Fe3O4粒子的加入使得NBR的摩擦系数与磨损率有较大幅度的减小,而纳米SrO.6Fe2O3在添加量为10%～30%的范围内,随着添加量的加大,摩擦系数与磨损率不断加大.NBR/Fe3O4复合材料在纳米粒子含量10%左右时具有较好的表面结构,且纳米Fe3O4粒子在复合材料中分布较为均匀.     

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。     

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.     

Comparison of schemes for preparing magnetic Fe3O4 nanoparticles

Magnetic Fe3O4 nanoparticles were prepared by means of coprecipitation using NH3·H2O in water and in alcohol, and using NaOH in water. A series of instruments such as SEM, TEM, HRTEM, FT-IR, XRD and VSM were used to characterize the properties of the magnetic nanoparticles.was the longest. The process using NaOH in water was the simplest and the reaction time was the shortest, but the particle characteristics were inferior to those of the other two methods. The mean size of magnetic Fe3O4 nanoparticles prepared by coprecipitation in alcohol was the smallest among the three, but the nanoparticles aggregated severely. The magnetic Fe3O4 nanoparticles were coated with oleic acid using saturated sodium coated successfully and thoroughly.     

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。     

四氮唑衍生物添加剂对液体石蜡和锂基脂的极压抗磨性能的影响

合成了一系列含四氮唑官能团的衍生物,并在四球摩擦磨损试验机上考察了其作为液体石蜡和锂基润滑脂添加剂的承载能力和抗磨性能,同时采用Ｘ射线光电子能谱对四氮唑官能团的抗磨作用机理进行了初步探讨。结果表明：含四氮唑官能团的衍生物添加剂能在一定程度上提高３＾＃锂基脂和液体石蜡的承载能力,并具有较好的抗磨性能。在摩擦表面膜中Ｎ的存在形式为有机氮化学态,Ｆｅ的存在形式为Ｆｅ３Ｏ４。正是这种含有机氮络合物和Ｆｅ３Ｏ４的边界润滑膜使得润滑剂的极压和抗磨作用得以明显改善。     

非离子表面活性剂体系层状液晶中硫化锌纳米颗粒的抗磨性

利用层状液晶中溶剂厚度的限定性,在ＴｒｉｔｏｎＸ－１００／Ｃ１０Ｈ２１ＯＨ／Ｈ２Ｏ体系层状液晶中,分别各以０．１ｍｏｌ／Ｌ的Ｚｎ（ＣＨ３ＣＯＯ）２和Ｎａ２Ｓ水溶液代替组分水制备出粒径约为１０ｎｍＺｎＳ颗粒,并对层状液晶中ＺｎＳ纳米颗粒的抗磨性能进行了研究,结果表明,ＺｎＳ纳米颗粒能提高ＴｒｉｔｏｎＸ－１０Ｃ１０Ｈ２１ＯＨ／Ｈ２Ｏ体系层状液晶的抗磨性,但对极压性能无影响。     

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。     

烷氧基硼酸铈的合成及摩擦学性能研究

合成了油溶性的异辛氧基硼酸铈,并对其摩擦学性能进行了评价,利用Ｘ射线光电子能谱对磨损表面Ｂ元素的组成及化学状态进行了分析,结果表明,异辛氧基硼酸铈具有良好的承载能力和抗磨减摩性能,Ｘ射线光电子能谱分析结果表明,在摩擦表面膜中,Ｃｅ和Ｂ分别以ＣｅＯ２、Ｂ２Ｏ３和Ｆｅ２Ｂ的形式存在。     

Synthesis of Fe3O4 nanoparticles by wet milling iron powder in a planetary ball mill

Fe3O4 nanoparticles with sizes ranging from 30 to 80 nm were synthesized by wet milling iron powders in a planetary ball mill. The phase composition and the morphologies of the as-synthesized products were measured by X-ray diffraction （XRD）, scanning electron microscopy （SEM） and transmission electron microscopy （TEM）. Nanosized Fe3O4 particles were prepared by wet milling metallic iron powder （-200 mesh, 99%） in a planetary ball mill equipped with stainless steel vials using iron balls under distilled water with a ball-to-powder mass ratio of 50：1 and at a rotation speed of 300 rpm. The use of the iron balls in this method played a key role in Fe3O4 formation. The present technique is simple and the process is easy to carry out.