油溶性有机钼添加剂的摩擦学性能及其摩擦化学作用机制

采用四球摩擦磨损试验机考察了2种油溶性有机钼添加剂2-乙基己基-二硫代磷酸氧钼(MoDDP)和硫化-二异丙基-二硫代磷酸钼(MoDTP)的摩擦学性能及其复配体系的抗磨减摩性能,采用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪分析了磨斑表面形貌和表面膜元素组成,探讨了有机钼添加剂的摩擦化学作用机制.结果表明,有机钼添加剂MoDDP和MoDTP均具有优异的摩擦学性能,其复配体系呈现协同抗磨减摩效应,这是由于有机钼添加剂在摩擦副表面形成由FeS、MoS2及MoO2组成的化学反应膜和由含磷化合物组成的沉积膜所致.     

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．     

新型无硫磷含氮杂环化合物的制备及其摩擦学特性

合成了一种新型不含硫、磷的氮杂环化合物润滑油添加剂,二[(喹唑啉-4-酮)-N-亚甲基]正十二胺(DQMD),考察了其热稳定性和抗腐蚀性能,通过四球试验机和万能摩擦磨损试验机评价了其在液体石蜡中的摩擦磨损性能,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)观察分析了磨损表面形貌及典型元素的化学状态.结果表明:所合成的添加剂具有良好的热稳定性、抗腐蚀性能和极压抗磨减摩性能.这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由氧化亚铁/氧化铁、有机氮化物和含氮金属配合物等组成的混合边界润滑膜.     

两种有机钼化合物的减摩抗磨性能研究

本文在四球摩擦磨损试验机上考察了自制的两种有机钼化台物——二烷基二硫代磷酸钼的摩擦磨损性能,并且利用元素分析、红外光谱及热分析手段对它们进行了物性表征,同时还推测出了两者的化学结构。文章指出,添加1％有机钼可使基础油的抗擦伤负荷提高1倍以上,摩擦系数降低40—60％,表明油溶性有机钼是一种减摩、抗磨性能良好的润滑油添加剂。     

油溶性有机钼与二烷基二硫代磷酸锌(ZnDDP)在酯类油中的协同抗磨减摩性能及机理研究

采用四球摩擦磨损试验机分别考察了两类油溶性有机钼二烷基二硫代磷酸钼(MoDDP)和二烷基二硫代氨基甲酸钼(MoDTC)在季戊四醇脂中的减摩抗磨性能,探讨了MoDDP和MoDTC与二烷基二硫代磷酸锌(ZnDDP)的协同减摩抗磨性能;用扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)观察分析了磨斑表面形貌和主要元素的化学状态,探讨了MoDDP和MoDTC的摩擦化学机制.结果表明,油溶性有机钼与ZnDDP复配具有优良的协同减摩和抗磨性能,这是由于ZnDDP促进了有机钼分解,生成了由MoS2、MoO3、ZnS和FePO4等组成的摩擦化学反应膜.     

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.      

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.     

二烷基二硫代磷酸锌添加剂对油润滑下填充聚四氟乙烯复合材料摩擦磨损性能的影响

利用MM-200型摩擦磨损试验机对比考察了聚四氟乙烯(PTFE)及其铜和镍填充复合材料在干摩擦以及液体石蜡和含商品添加剂二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)的液体石蜡-润滑下同GCr15轴承钢对摩时摩擦磨损性能,采用能量色散X射线显微分析(EDXA)测定了钢环磨损表面S和Zn元素的面分布,进而探讨了ZDDP对液体石蜡减摩抗磨作用的影响.研究表明:液体石蜡及含2%ZDDP的液体石蜡润滑均可大幅度降低摩擦副的摩擦系数,同时可显著降低PTFE-30%Ni复合材料的磨痕宽度,但对PTFE-30%Cu复合材料抗磨性能的影响不大.ZDDP作为添加剂可以有效地提高液体石蜡的抗磨作用,但对其减摩作用几乎无影响;ZDDP作为添加剂在摩擦过程中未发生摩擦化学反应,而是以物理吸附或化学吸附的方式在摩擦副接触表面成膜,从而起到抗磨作用.     

激光处理合金铸铁的摩擦磨损性能研究

利用SRV摩擦磨损试验机考察了激光微精处理合金铸铁的摩擦磨损性能,利用扫描电子显微镜分析了激光淬火组织剖面微结构及磨斑表面形貌,同时采用X射线光电子能谱仪(XPS)分析了激光微精处理合金铸铁的表面成分及典型元素化学状态.结果表明,激光处理的合金铸铁具有理想的表面形貌和较高的表面硬度,在含添加剂的油润滑条件下,其抗磨性能大幅度提高.3种添加剂的承载能力顺序为二烷基二硫代磷酸锌＞磷酸三甲酚酯＞硫化异丁烯.二烷基二硫代磷酸锌与激光微精处理的合金铸铁磨痕表面发生摩擦化学作用,形成由微量硫酸盐、磷酸盐及相应的氧化产物组成的表面润滑与防护薄膜,从而使得激光微精处理合金铸铁的摩擦磨损性能明显改善.     

一种配体稳定羰基钴簇合物的摩擦学行为研究

考察了一种配体稳定的羰基钴簇合物———六羰基 [μ - (2 ,3- η :2 ,3- η) - 4-二乙胺基 - 1-羟基 - 2 -丙炔 ]二钴在润滑油中的摩擦学行为 ,用四球摩擦磨损试验机考察了其对液体石蜡摩擦学性能的影响 ,用扫描电子显微镜、X射线能量损失谱和X射线光电子能谱观察分析了磨损表面形貌、元素分布及典型元素的化学状态 .结果表明 :该化合物作为润滑油添加剂在极低的添加量时即表现出优异的抗磨性能 ;钴元素在摩擦过程中以扩散沉积的形式富集于摩擦表面并起到表面强化作用 ,这可能是其具有优异抗磨作用的主要原因     

硼化硫代磷酸酯胺盐的极压抗磨性能研究

以硫化物、磷化物、氮化物以及硼化物为原料合成了多功能润滑油添加剂--硼化硫代磷酸酯胺盐,对比考察了所合成的添加剂同几种常见商品添加剂的极压抗磨特性,探讨了在添加剂分子中引入B元素对其热氧化稳定性及腐蚀性能的影响,初步考察了硼化硫代磷酸酯胺盐在无灰液压油和齿轮油中的应用性能.结果表明:引入B元素可以显著改善S-P-N类多功能润滑油添加剂的热氧化稳定性和腐蚀性能;含有S、P、N和B等多种活性元素的合成添加剂在无灰液压油及齿轮油中具有广阔应用前景.     

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.     

磺酸醇胺离子液体作为水润滑添加剂的摩擦学机制研究

合成了不含卤素的磺酸醇胺离子液体(S-IL),并将其作为水基润滑添加剂进行研究. 与商用的水基润滑添加剂聚合蓖麻油酸酯(L4)进行对比,共同考察了他们在不同金属摩擦对偶上的摩擦学性能. 通过对磨斑表面的XPS测试探究了S-IL分别在钢/钢、钢/铜、钢/铝、钢/钛和钢/镁摩擦副上的润滑机理. 结果表明:所合成的磺酸醇胺离子液体在水体系中具有良好的溶解性,同时表现出一定的抗腐蚀性能. 相比于商用水基添加剂,S-IL具有优异的减摩作用和极压性能,这主要归因于离子液体分子结构中极性基团(-SOO-)在金属摩擦副表面的物理/化学吸附,以及其分子结构中含有的活性元素S和N与金属摩擦副基底发生摩擦化学反应所形成的摩擦化学反应膜.      

Fe及SiO2对铜基刹车材料摩擦磨损性能的影响机制

通过加压烧结法制备出铜基粉末冶金航空刹车材料,采用模拟刹车制动试验方法考察了不同转速条件下Fe含量和添加SiO2对材料摩擦磨损性能的影响,利用光学显微镜和扫描电子显微镜观察材料的显微组织结构及其磨损表面形貌,分析了Fe和SiO2对材料磨损性能的影响机制.结果表明:由于高硬度及耐磨的Fe弥散分布于铜基体中,使得刹车材料的摩擦系数和耐磨性能有所提高;SiO2虽然能够更有效地增加材料的摩擦系数和提高高速条件下的耐磨性,但对低速下材料磨损性能的提高不利.这是由于在低速下,SiO2易凸出摩擦表面而增加材料的磨损,而在高速下由于硬质SiO2颗粒对摩擦膜起到很好的钉扎作用而使其摩擦系数增加,磨损率降低.     

N/P无卤素离子液体润滑剂的链长与摩擦学性能的关系

合成了不同链长的N/P无卤素离子液体(NPILs:缩写为NP-11114，NP-11116，NP-11118)润滑剂，以聚α-烯烃(PAO 10)和卤素离子液体1-辛基3-甲基咪唑六氟磷酸盐(L-P 108)作为参照样，评价NPILs、PAO 10及L-P 108之间黏温性能、热稳定性以及室温和高温条件下的钢/钢摩擦副润滑剂的性能差异，探索了NPILs阳离子链长变化对其物理化学性质和摩擦学性能的影响规律. 结果表明:NPILs的黏度高于PAO 10和L-P 108，热分解温度低于PAO 10和L-P 108，NPILs黏度和热分解温度随着链长的增加而增加. 作为钢/钢摩擦副的润滑剂时，NPILs室温状态下减摩性能不及L-P108，但是NP-11118的抗磨性能优于L-P108；高温状态下，NPILs的减摩抗磨性能均优于L-P 108. 在常温和高温下NPILs相比PAO 10均具有优异的减摩抗磨性能，而且摩擦学性能随着烷基链长的增加而提高. 通过对磨斑表面进行扫描电镜分析证明这类离子液体具有优异的抗磨性能，通过EDS和XPS对磨斑表面的元素进行分析结果表明这类离子液体优异的摩擦学性能归因于离子液体结构中包含的N、P元素与金属基底发生摩擦化学反应所形成的具有优异减摩抗磨特性的摩擦化学反应膜.      

渗硫层与FeS粉末摩擦学机理的对比研究

为了改善GCr15轴承钢在脂润滑条件下的摩擦学性能,通过2种方法将FeS固体润滑材料应用于脂润滑下轴承钢材料的摩擦过程中.通过低温离子渗硫处理在轴承钢表面制取渗硫层;将FeS材料研磨成微米粉末添加到润滑脂中.在球-盘摩擦磨损试验机上对比研究了轴承钢渗硫层和使用FeS微米粉末的摩擦学性能.研究表明:在材料表面制取渗硫层和使用FeS粉末均可有效改善轴承钢在脂润滑条件下的减摩抗磨性能.在较低转速和载荷下,轴承钢表面渗硫层的摩擦磨损性能较使用FeS粉末更好,而在高速重载的工况下,轴承钢表面在使用FeS粉末时体现出更好的抗磨性能.     

低温环境下列车车轮材料磨损与损伤演变行为研究

利用低温环境装置和轮轨模拟试验机开展了室温(约20 ℃)与?40 ℃温度下列车车轮材料的滚动磨损试验,研究了?40 ℃下车轮材料磨损和表面与剖面损伤随循环次数的演变规律. 结果表明:温度的降低对车轮材料磨损和损伤机制有明显影响. 与室温相比,?40 ℃时车轮材料疲劳磨损明显减轻,磨损率下降. ?40 ℃工况下车轮材料磨损与损伤的形成具有明显演变特征. 在磨损初期,轮轨界面发生材料转移并在轮轨界面形成稳定的摩擦膜;摩擦膜的存在降低了车轮材料磨损率. 随循环次数增加,由于低磨损率,车轮表层材料在滚动载荷作用下持续累积塑性变形. 在磨损后期,累积了高塑性变形的车轮材料将促进裂纹萌生. 因此在车轮试样亚表层萌生大量裂纹,亚表层裂纹相互汇合,从而加速疲劳裂纹扩展.      

二元添加剂体系化学反应活性与极压抗磨性的研究

利用热丝法和四球试验机研究了二元添加剂体系的化学反应活性和极压抗磨性,并用俄歇电子能谱仪分析了试验后细铁丝和钢球磨痕表面的元素组成。结果表明,石油磺酸钙和苯三唑脂肪胺盐对3种含磷极压抗磨剂的抗磨性都有比较明显的影响,而对它们的极压性却几乎没有影响。     

碳纳米管在润滑脂中的导电性和摩擦学性能研究

碳纳米管(CNTs)作为添加剂,制备了以油溶性聚醚为基础油,聚四氟乙烯(PTFE)作稠化剂的导电润滑脂.用体积表面电阻测定仪测定其体积电阻率,用扫描电子显微镜(SEM)观察钢盘磨斑表面形貌,EDS能谱仪分析磨损表面元素组成.结果表明:含碳纳米管的润滑脂与含导电炭黑的润滑脂相比较,不但具有优异的润滑性能,还具有低的体积电阻率.     

氧化石墨烯的改性及其在矿物油中的摩擦学性能

使用四种长链胺分别对多层、少层氧化石墨烯(MGO、FGO)进行表面功能化修饰，得到八种改性石墨烯(MGO-OAM、MGO-ODA、MGO-PIB、MGO-PEPA、FGO-OAM、FGO-ODA、FGO-PIB、FGO-PEPA). 使用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、拉曼光谱仪(Raman)和傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)分别表征功能化过程对GO的微观形貌和分子结构的影响. 考察改性GO在 150SN基础油中的分散稳定性以筛选最优改性方法，并使用多功能摩擦磨损试验机评价改性GO在150SN矿物油中的摩擦学性能，结合磨损表面金相显微镜照片和拉曼光谱仪对磨损机制进行分析. 结果表明:通过酰胺化反应可在MGO、FGO表面成功接枝四种长链胺改性剂；改性MGO的分散稳定性优于改性FGO，其中 MGO-OAM、MGO-PIB的分散稳定性更佳；FGO的抗磨减摩性能优于MGO，且在一定载荷和添加量范围内，改性MGO均能有效提升150SN矿物油的摩擦学性能；改性GO在不同工况时的磨损机制主要表现为塑性变形、磨粒磨损和黏着磨损.