不同阴离子插层双金属氢氧化物的制备及摩擦学性能研究

本研究中利用尿素分解法、盐酸–氯化钠混合溶液法及离子交换法得到了一系列不同阴离子插层的层状双金属氢氧化物(Co-Al LDH)材料,利用傅立叶变换红外光谱仪、X射线衍射仪及扫描电子显微镜对它们的化学组成、晶体结构及颗粒形貌进行了分析表征.利用SRV-1型微动摩擦试验机对含有不同阴离子插层LDH的PAO-8润滑油(质量分数为0.1%)的摩擦学性能进行了研究,证明LDH材料的少量添加即可显著提高PAO-8在高载荷(150 N)下的摩擦学性能,同时也发现插层阴离子的种类对LDH摩擦学性能的影响具有明显差异性.     

α-ZrP层状纳米片的修饰改性及其摩擦学性能

采用一步水热法制备了阳离子表面活性剂修饰改性的α-磷酸锆(α-ZrP)纳米片. 利用X-射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、拉曼光谱仪、场发射扫描电镜和透射电子显微镜对α-ZrP纳米片在表面活性剂修饰前后的组成、晶体结构以及微观形貌进行了表征分析和观察，并对改性前后的α-ZrP在合成基础油PAO-6中的分散稳定性进行了对比分析，利用SRV-Ⅳ型微动摩擦磨损试验机对含有改性α-ZrP纳米片的PAO-6润滑油的摩擦学性能进行了研究. 结果表明:表面改性的α-ZrP纳米片在PAO-6润滑油中具有良好的分散稳定性，其作为添加剂时可显著提高润滑油的极压性能和抗磨损性能.      

花状O-MoS2添加剂的制备及摩擦学性能研究

利用一步水热法制备了氧并入二硫化钼(O-MoS_2)纳米花,该纳米花由大量O-MoS_2纳米片组装而成.由于氧元素的并入,使得MoS_2中(002)晶面间距从6.15?增大至10.5?.利用SRV-I微振动摩擦磨损试验机考察了O-MoS_2纳米花作为添加剂在PAO-8基础油中的摩擦学性能,结果表明:O-MoS_2纳米花的加入可显著改善PAO-8油的减摩抗磨性能,这主要是由于膨胀的层间距有利于MoS_2沿(002)晶面发生滑移.其中,当O-MoS_2纳米花的添加含量为0.1 mg/m L时,润滑油的抗磨损性能最佳.     

石墨烯/二硫化钼复合纳米添加剂的制备及摩擦学性能研究

采用水热法制备了两种不同形貌结构的石墨烯/二硫化钼纳米复合物(RGO/MoS₂-1和RGO/MoS₂-2). 通过电子显微镜、拉曼光谱、X射线衍射仪和热重分析仪对所制备材料的形貌、成分和晶格结构进行表征；利用SRV-IV微动摩擦磨损试验机考察了RGO/MoS₂-1和RGO/MoS₂-2作为PAO-4添加剂的摩擦学性能. 结果显示具有花状结构的RGO/MoS₂-2与RGO/MoS₂-1相比具有更大的层间距，且因其较大的层间距使得RGO/MoS₂-2表现出较好的摩擦学性能. Raman和XPS对润滑机理的表征结果证实了RGO/MoS₂复合纳米添加剂优异的摩擦学性能归因于吸附和摩擦化学反应的协同作用.      

胆固醇类油溶性类离子液体润滑添加剂的制备及摩擦学性能研究

合成制备了两种胆固醇类季磷盐油溶性类离子液体,并将其分别作为聚α烯烃PAO-10的润滑添加剂,静置试验和热重分析结果表明两种油溶性类离子液体在PAO-10中具有良好的分散稳定性和热稳定性. 微动摩擦磨损测试结果表明两种类离子液体可显著改善基础油对钢/铝摩擦副的摩擦学性能. 扫描电子显微镜(SEM)结果表明空白PAO-10润滑摩擦副时磨损类型以黏着磨损为主,以添加两种离子液体的混合油样为润滑剂时磨斑直径显著降低,此时摩擦副间磨损类型以磨粒磨损和腐蚀磨损为主. X射线光电子能谱分析(XPS)与X射线能谱仪(EDS)表明类离子液体中的活性元素在摩擦过程中可与铝基体表面发生摩擦化学反应. 两种类离子液体的润滑机理归因于类离子液体与金属基体发生摩擦化学反应生成具有减摩抗磨作用的磷酸盐和硫酸盐等耐磨化合物.      

磷酸酯胺盐离子液体作为钢/铜锡合金润滑剂的高温摩擦学性能研究

以烷基胺盐为阳离子,磷酸酯为阴离子合成了三种磷酸酯胺盐离子液体(磷酸二丁酯单丁胺离子液体,磷酸二丁酯二丁胺离子液体,磷酸二丁酯四丁铵离子液体),并在微动摩擦磨损试验机(SRV)上评价了其作为钢/铜锡合金摩擦副润滑剂的高温摩擦学性能.结果表明所合成的磷酸酯离子液体具有优异的减摩抗磨性能;磷与氮元素之间在摩擦过程中存在协同作用.采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)分析磷酸酯胺盐离子液体的润滑机理.从磨斑形貌对比图与磨损表面特征元素的XPS能谱图可以看出,该离子液体在铜磨损表面形成了一层具有保护作用的边界润滑膜,从而使得磷酸酯胺盐离子液体表现出优异的高温摩擦学性能.     

三氟乙基氯乙基磷酸酯的摩擦学行为研究

由氯乙醇,三氟乙醇和三氯氧磷合成了三氟乙基氯乙基磷酸酯(FPC),采用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)对其结构进行了表征;在微动摩擦磨损试验机(SRV)上评价了其作为酯类润滑油添加剂的摩擦学性能;采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)分析了摩擦表面的形貌及化学状态.结果表明:FPC作为添加剂对钢/钢摩擦副具有良好的极压抗磨性能;FPC在钢磨损表面形成了含有氟化物,氯化物及磷酸酯的混合边界润滑膜,从而有效地提高了润滑油的承载能力和抗磨性能.     

磁控溅射银层在载流润滑下的电摩擦学性能研究

采用直流磁控溅射法制备了银涂层，用XRD分析了银涂层的组织结构；制备了加入聚苯胺(PANI)作为导电润滑添加剂的聚苯胺润滑脂，利用载流摩擦磨损试验机(HFT-4000)评价了银涂层的摩擦和导电性能. 利用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析评价了磨损表面. 结果表明:与商品导电润滑脂相比，聚苯胺润滑脂比商用导电润滑脂具有更好的润滑性能和低电阻，同时磁控溅射镀银层比电镀银层具有更好的摩擦学性能和导电性能，其原因归结为电流诱导的热效应和聚苯胺润滑脂在摩擦副表面的摩擦化学效应共同作用的结果.      

油酸修饰纳米氟化钙的萃取法制备及其摩擦学性能

采用萃取法制备了油酸修饰的纳米CaF2,用X射线衍射(XRD)对纳米CaF2粉体样品进行物相分析,同时用透射电子显微镜(TEM)及傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)进行表面形貌和成分分析,并在四球摩擦磨损试验机上评价了CaF2在润滑脂中的摩擦学性能.结果表明,制备的纳米CaF2粒径在23 nm左右,油酸以化学吸附的方式吸附在CaF2纳米核表面;作为添加剂油酸修饰纳米CaF2在润滑脂中具有良好的抗磨性能和极压性能,在高载荷时具有良好的减摩性能.SEM,EDS和XPS分析表明在摩擦过程中形成了由CaF2、CaO、氧化铁和有机添加剂所组成的边界润滑膜,从而使OA-CaF2具有良好的摩擦学性能.     

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.     

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.     

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．     

膦酸酯离子液体在合成多元醇酯过程中的双重作用:从催化剂到合成酯的减摩抗磨添加剂

合成了两种膦酸酯类离子液体,用作三羟甲基丙烷(TMP)与油酸(OA)的酯化催化剂合成三羟甲基丙烷三油酸酯(TMPTO).结果表明:这两种离子液体均具有一定的催化活性和较高的产物(二酯和三酯)选择性.反应结束后,离子液体催化剂可完全溶于产物TMPTO中,在微动摩擦磨损试验机SRV-IV上评价其作为钢/钢摩擦副润滑油减摩抗磨添加剂的高温摩擦学性能;结果表明所合成的磷酸酯离子液体具有优异的减摩抗磨性能.采用扫描电子显微镜(SEM)及X射线光电子能谱仪(XPS)对磨斑表面进行了分析,结果表明所合成的膦酸酯类离子液体在高温下均表现出优异的摩擦学性能,源于膦酸酯类离子液体与金属基底发生了摩擦化学反应并形成了摩擦化学反应膜从而使该离子液体表现出优异的摩擦学性能.     

ZrO_2纳米微粒的制备、表征及作为MACs添加剂的摩擦学性能

制备了氧化三辛基膦表面修饰的油溶性ZrO2纳米微粒,用透射电镜(TEM)、X-射线衍射仪、红外光谱仪对其进行表征,研究了其作为多烷基环戊烷(MACs)添加剂的摩擦学性能及润滑机理.结果表明:ZrO2纳米微粒粒径大约为7～8 nm,分布比较均匀,无明显团聚,在非极性溶剂中能很好地溶解和稳定分散;作为MACs添加剂,在摩擦过程中,无机ZrO2纳米微粒以沉积膜形式沉积在摩擦副表面,有机修饰剂中的活性P元素在摩擦副表面发生了化学反应,形成了FePO4极压润滑膜,ZrO2沉积膜和FePO4极压润滑膜的协同作用起到了良好的抗磨和抗极压作用.     

水分散性纳米级二硫化钼的制备及其摩擦学性能评价

采用乙二醇作为还原剂和溶剂,以自制的四硫代钼酸铵（ATTM）为原料制备了水分散性纳米级二硫化钼;采用X射线粉末衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)及X射线光电子能谱仪（XPS）表征了产物的结构;采用四球摩擦磨损试验机测定了其水分散体系的摩擦学性能,同时利用扫描电镜(SEM)和能量色散谱仪(EDS)分析了钢球磨斑表面形貌和元素组成。结果表明:所制备的二硫化钼呈纳米级球形微粒,在水及乙醇中的分散性良好,并能显著改善水的减摩抗磨性能;作为水基添加剂具有很好的摩擦学应用前景。     

水溶性纳米铜的制备及其摩擦学性能研究

以氨基功能化羟基硅酸镁为修饰剂,采用原位表面修饰方法制备了水溶性Cu纳米微粒.利用透射电子显微镜观察了水溶性Cu纳米微粒的形貌,利用导热系数测定仪测定了水溶性纳米Cu分散液的导热系数,并通过SRV往复摩擦磨损试验机(球-盘接触方式)考察了水溶性Cu纳米微粒作为水基添加剂的摩擦学性能.结果表明:水溶性纳米Cu微粒作为水基添加剂能够显著减小钢-钢摩擦副的摩擦系数和磨损率,提高纯水的承载能力;在合适的浓度下,水溶性纳米Cu微粒可使纯水导热系数提高近10%.     

表面修饰硼酸盐润滑油添加剂的摩擦学性能

制备了表面修饰的硼酸盐润滑油添加剂（球形颗粒，粒径大都小于０．５μｍ），且用四球试验机研究了其摩擦学性能．结果表明：这种添加剂具有良好的极压抗磨减摩性能，当润滑油中元素Ｂ的质量分数为０．０５％时，四球磨斑直径最小，最大无卡咬负荷（ｐＢ值）最高；基础油的粘度和含水量对添加剂的极压抗磨性能有较大的影响，粘度为６５．３０ｍｍ２／ｓ时的极压抗磨性最好，水的质量分数为１％时的ｐＢ值最高，低于１％时的ｐＢ值比不含水时的高，水的质量分数高于１％时的ｐＢ值随水含量的增加而降低．Ｘ射线光电子能谱分析发现，表面修饰的硼酸盐润滑油添加剂在摩擦表面形成了一层混合的摩擦化学反应膜，其中元素Ｂ主要以ＢＮ的形式存在．     

二硫化钨纳米粉体作为锂基润滑脂添加剂的摩擦学研究

制备了二硫化钨纳米粉体作为添加剂的锂基润滑脂,采用SRV-Ⅳ摩擦磨损试验机考察了二硫化钨对锂基润滑脂摩擦学性能的影响,利用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱仪(EDAX)、X射线光电子能谱仪(XPS)对磨损表面的微观形貌、元素含量和价态进行了表征,分析了其润滑机理.结果表明:二硫化钨纳米粉体能够显著提高锂基润滑脂的摩擦学性能.摩擦过程中,二硫化钨纳米粉体在摩擦副表面产生吸附沉积,并在高温高负荷条件下生成含有Fe_2O_3、FeSO_4、WO_3和Fe_3O_4的化学反应膜,从而共同产生润滑作用.     

摩擦表面无机保护膜摩擦学研究进展

就化学热处理表面无机化合物改性层以及润滑油添加剂在摩擦表面形成的摩擦化学反应膜的摩擦学研究现状进行了总结；分析了润滑油添加剂同化学热处理表面相互作用研究的重要性及其对低摩擦、长寿命复合材料制备科学和技术研究的促进作用；指出通过化学热处理可以在材料表面形成由无机化合物组成的表面改性层，从而有效地提高材料的承载和抗磨能力；而润滑油添加剂通过摩擦化学作用亦可在摩擦表面形成主要由无机化合物构成的表面保护膜，从而大幅度地提高摩擦副的减摩抗磨性能，并延长其服役寿命．从摩擦学特别是摩擦学表面改性领域的发展趋势来看，摩擦表面无机保护膜制备技术研究将成为减轻机械设备摩擦磨损和提高其使用寿命的主流热点．     

蛇纹石润滑油添加剂摩擦反应膜的力学特征与摩擦学性能

文中考察了变载、变速条件下表面修饰蛇纹石超细粉体作为矿物基础油添加剂的摩擦学性能,利用扫描电镜、能谱仪、纳米压痕仪等对比分析了蛇纹石添加剂形成的摩擦反应膜和基础油润滑下的磨损表面微观形貌、元素分布及微观力学性能.在此基础上,通过改变旋转滑动试验过程中的载荷/速度比,建立了基础油/摩擦反应膜和基础油/普通磨损表面润滑体系的Stribeck曲线.结果表明:蛇纹石超细粉体作为润滑油添加剂形成的摩擦反应膜具有较高的硬度和近似于金属材料的弹性模量,氧化物颗粒的嵌入进一步改善了摩擦反应膜的微区纳米力学性能,同时膜层的多孔结构可起到储油和捕获磨粒的双重作用,从而使摩擦反应膜在边界和混合润滑状态下表现出优异的摩擦学性能.