纳米及微米颗粒改性玻璃纤维织物复合材料的摩擦磨损性能研究

用玄武三号栓-盘式摩擦磨损试验机研究了纯玻璃纤维织物以及辐照聚四氟乙烯(PTFE)粉末、MoS2粉末、纳米TiO2和纳米CaCO3填充改性玻璃纤维织物复合材料的摩擦磨损性能;采用扫描电子显微镜观察分析了其磨损表面形貌．结果表明,辐照PTFE粉末和纳米TiO2可以明显提高玻璃纤维织物复合材料的减摩抗磨性能,且辐照PTFE粉末的减摩抗磨效果明显优于纳米TiO2;当PTFE的质量分数为10％时,PTFE改性玻璃纤维织物复合材料的综合摩擦磨损性能最好．MoS2和纳米CaCO3则使得玻璃纤维织物复合材料的摩擦系数和磨损率明显增大,其中纳米CaCO3填充玻璃纤维织物的摩擦磨损性能最差。     

片状纳米石墨的制备及其作为润滑油添加剂的摩擦磨损性能

采用搅拌球磨法制备了平均直径1 μm、厚度10～20 nm的片状纳米石墨;利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和X射线衍射仪分析了片状纳米石墨的微观形貌和组织结构;利用四球和销-盘式摩擦磨损试验机考察了片状纳米石墨作为液体石蜡添加剂的摩擦磨损性能.结果表明,片状纳米石墨能够显著提高润滑油的抗磨性能及承载能力,降低摩擦系数,其最佳添加量约为50 ppm.     

纳米Al2O3和Fe2O3填充尼龙PA1010的摩擦磨损行为

采用模具挤压成型方法制备了纳米Al2O3和Fe2O3填充PA1010尼龙复合材料,采用MM-200型摩擦磨损试验机考察了所制备的尼龙复合材料在干摩擦条件下同45#钢对摩时的摩擦磨损行为。研究结果表明,填充纳米Al2O3使得PA1010尼龙复合材料的摩擦系数增大,而填充纳米Fe2O3使得摩擦系数降低;纳米Al203和Fe2O3填充尼龙复合材料的耐磨性能优于尼龙;当纳米填料的质量分数从10％提高到20％时,纳米Fe2O3填充尼龙的磨损量增大,纳米Al2O3填充尼龙的磨损量无明显变化,2种填料填充尼龙复合材料的摩擦系数变化不大．纳米Fe2O3填充尼龙复合材料同45#钢对摩时主要呈现粘着磨损和轻微疲劳磨损特征,而纳米Al2O3填充尼龙复合材料呈现脆性疲劳开裂特征。纳米Fe2O3填充尼龙复合材料在偶件磨损表面形成的转移膜更加均匀和连续,故其减摩抗磨性能优于纳米Fe2O3填充尼龙复合材料。     

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.     

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.     

纳米金刚石颗粒对发动机润滑油摩擦学特性的影响

采用爆炸法合成了超精细金刚石颗粒 ,将金刚石颗粒按一定质量分数分散于普通发动机润滑油 (15W/30 )中形成固 -液二相体系 ,考察了其摩擦学特性 ,并分析了润滑剂的减摩抗磨作用机理 .结果表明 ,在边界润滑条件下 ,由于纳米尺寸效应 ,超精细金刚石颗粒较易渗透到摩擦副表面并形成极薄的固体润滑膜 ,从而使得金刚石颗粒 /发动机润滑油固 -液二相体系表现出优异的承载能力和减摩抗磨性能     

磁控溅射制备BCN薄膜纳米力学和摩擦磨损行为的研究

利用直流磁控溅射技术制备三元BCN薄膜,通过改变N2／Ar流量比（0．0～0．3）得到不同含氮量的薄膜．采用X射线光电子能谱仪和傅立叶红外光谱仪分析薄膜的成分和结构,采用纳米压入仪分析薄膜的纳米力学性能和纳米摩擦磨损特性,分别采用连续刚度测量法和横向力测量法测试薄膜的硬度和划痕行为．结果表明：薄膜中氮含量随N2／Ar流量比增加而增大并趋于稳定;反应气体中的氮优先与硼结合生成B—N键,当N2／Ar流量比超过一定值后,部分氮与碳结合生成C=N键;薄膜的纳米硬度和弹性模量随薄膜中氮含量的增加而下降;BCN薄膜的划痕深度与薄膜的结构密切相关,而摩擦系数受薄膜结构的影响不明显;在相同载荷下薄膜的划痕深度随薄膜中氮含量增加而增大;对于同一试样,薄膜在未破裂之前摩擦系数基本保持在0．10左右,薄膜破裂后摩擦系数迅速增至0．46．     

表面能对纳米颗粒的晶格收缩和固有频率的影响

由于纳米颗粒具有很大的比表面积,因此,表面能对它的力学性能有着不可忽略的影响．本文给出了由表面能所导致的纳米颗粒晶格收缩效应的解析结果,与试验观察定量上相当一致;计算了表面能对纳米颗粒固有频率的影响,预测了由于表面能的影响,纳米颗粒出现的“振动软化”现象．     

铜表面纳米Cu-Zn复合层的摩擦磨损特性

采用复合粉末高压成形技术在粗晶铜基体表面成功制备了纳米晶Cu—Zn合金表面层;在MG-2000型高速高温摩擦磨损试验机上考察了纳米复合层的摩擦磨损特性;采用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪观察分析了纳米合金层磨损表面形貌及主要元素的化学状态．结果表明：纳米晶Cu—Zn合金经300℃退火后β相中析出超细α相,使其表现出最佳力学性能和耐磨性能;在载荷60～160N范围内,经300℃退火处理的纳米晶表面层在摩擦过程中形成薄而连续的主要由纳米Cu—Zn、ZnO和Fe2O3等组成的致密复合薄膜,从而使耐磨性能和承载能力大幅度提高;ZnO可以有效地填充摩擦表面膜中的空隙和抑制裂纹的扩展,从而使纳米Cu—Zn合金层保持良好的减摩抗磨性能．     

原位TiC颗粒增强灰铸铁复合材料的组织及其摩擦磨损性能

采用原位反应铸造法制备了TiC颗粒增强灰铸铁复合材料,并考察了复合材料的组织、力学性能和摩擦磨损性能．结果表明：随着合金熔体中Ti含量增加,复合材料中TiC颗粒的数量增加,尺寸减小,而石墨的数量降低,且其形态由片状转化为点状;含有大量TiC颗粒及少量点状石墨的复合材料的力学性能和耐磨性优良,即使在较高载荷下,复合材料中的TiC颗粒和点状石墨仍具有协同减摩抗磨作用,从而使得复合材料的摩擦磨损性能优于普通灰铸铁．     

含活性元素硫磷苯并三氮唑衍生物的极压抗磨作用机理

在四球机上对照评价了含硫、磷苯并三氮唑衍生物（ＢＭ－３）和二丁辛基二硫代磷酸锌（Ｔ２０２）及硫磷酸复酯胺盐（Ｔ３０７）的承载能力和抗磨性能,用Ｘ射线光电子能谱仪和电子探针微分析仪等对磨斑表面元素Ｎ,Ｓ和Ｐ的存在形式及表面膜的组成进行了分析,用气相色谱－质谱联用仪对ＢＭ－３的热分解产物进行了分析,并且还对其极压抗磨作用机理作了探讨．结果表明：ＢＭ－３在液体石蜡中的极压抗磨性能明显比Ｔ２０２的好,也比Ｔ３０７的好;ＢＭ－３在摩擦过程中经摩擦化学反应生成了含吸附或络合形式的苯并三氮唑官能团及磷酸盐的富碳和富氧表面膜,故其极压抗磨性能优良,但元素Ｓ没有参与成膜;ＢＭ－３在摩擦热的作用下,可能发生了分子内异构化反应和热分解反应,其分子中的元素Ｓ转移到吸附能力较弱的热分解产物辛硫醇分子中．辛硫醇有可能存在于基础油中,或在摩擦热的作用下继续分解生成挥发性的低分子硫醇或硫化氢挥发掉     

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．     

油溶性铜纳米微粒作为液体石蜡添加剂的摩擦学性能研究

采用液相化学还原法在溶液中原位合成了有机化合物表面修饰铜纳米微粒,用航向电子显微镜表征了微粒的尺寸、形貌和结构,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,并与二烷基二硫代磷酸锌（ＺＤＤＰ）进行了对比,结果表明：铜纳米微粒添加剂能够显著提高基础油的极压性能,同时具有良好的抗磨性能,尤其是在高负荷下其性能优于ＺＤＤＰ,采用ＥＰＭＡ和ＸＰＳ对铜纳米微粒的极压抗磨机理进行了分析,发现在     

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。     

无机硼酸盐润滑油抗磨添加剂的发展现状

本文结合作者自身多年从事的有关研究,对无机硼酸盐润滑油抗磨添加剂的发展现状作了综合介绍。文章在简要阐明了无机硼酸盐的分子结构和制备方法之后,着重就其抗磨性能和抗磨作用机理之研究的广度和深度进行了归纳与分析,比较全面地反映了人们对这类添加剂目前的研究和认识水平。文章最后还强调指出,无机硼酸盐与含Ｓ、Ｐ、Ｃｌ添加剂的配伍性及其分散体的稳定性和抗水性等都还有待深入研究。     

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。     

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,     

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