密度泛函理论方法研究填料表面对聚合物摩擦化学的影响

采用超声分散法制备出氧化铝、高岭土、氧化硅/聚四氟乙烯复合材料, 使用线性往复摩擦磨损试验机对比三种复合材料的摩擦学性能. 结果表明 质量分数10%的氧化铝、高岭土能将聚四氟乙烯的磨损率降低约4个数量级, 而氧化硅仅能降低约3个数量级. 对金属对偶表面形成的转移膜的形貌和化学成分进行分析发现 氧化铝、高岭土/聚四氟乙烯在金属对偶面上形成了高度羧酸盐化的转移膜. 用密度泛函理论对三种填料表面上碳氟分子吸附过程进行模拟, 结果显示氧化铝、高岭土表面的路易斯酸性位点促进了碳氟分子的脱氟过程, 产生了更多的羧酸螯合物的中间产物; 氧化硅缺少路易斯酸性位点, 因此不能促进高度羧酸盐化的转移膜形成.     

WS2纳米微粒LB膜的摩擦学性能研究

研究了铝基体上沉积的二十酸、二烷基二硫代磷酸及由其修饰的ＷＳ２纳米微粒ＬＢ膜的摩擦学性能，并且利用红外显微镜分析了ＬＢ膜在摩擦过程中的结构变化．结果表明：在给定的试验条件下，几种ＬＢ膜的摩擦系数都远比铝的０．７０～０．７６低，耐磨性能以二烷基二硫代磷酸修饰的ＷＳ２纳米微粒ＬＢ膜的最好，几乎比二十酸ＬＢ膜的高２０倍，这是由于ＷＳ２纳米微粒起着支承负荷作用的缘故；二烷基二硫代磷酸锌及由其修饰的ＷＳ２纳米微粒ＬＢ膜在摩擦过程中发生了向偶件表面的材料转移，同时在摩擦力的作用下膜发生了摩擦化学反应或变化     

尼龙1010在水润滑下的摩擦学特性与磨损机理

利用往复式摩擦磨损试验机，研究了尼龙１０１０在水润滑条件下与Ａ３钢对摩时的摩擦学特性，同时还利用扫描电子显微镜，付里叶变换红外光谱仪和Ｘ射线光电能谱仪，分别对试样磨损表面和磨屑的形貌及化学结构进行了显微观察与分析。结果表明：在给定的试验条件于干摩擦过程中的高约１个数量级，在水润滑条件下，尼龙１０１０的磨损机理除有干摩擦时的机械微切削外，还由于这种尼龙分子中酰胺基的水解和水分子的作用，削弱了尼龙表层     

含硼和氮的脂肪酸水基润滑添加剂的制备及其摩擦学性能

通过在脂肪酸分子中引入硼和氮，合成了新型水基润滑添加剂(BNR)，用红外光谱仪对其主要官能团进行了鉴定，用四球摩擦磨损试验机考察了合成产物在水中的抗磨和极压性能，用X射线光电子能谱仪分析了钢球磨损表面典型元素的化学状态，并探讨了该类添加剂的极压抗磨作用机理．结果表明：含硼和氮的水基润滑添加剂具有优良的抗磨和减摩性能；由于长链脂肪酸分子的载体作用、硼的缺电子性、氮的高反应活性以及三者的协同作用，添加剂在钢球磨损表面形成了高强度的吸附膜和(或)摩擦化学反应膜，从而表现出良好的抗磨和极压作用．     

Tribological behavior of the low-concentration boric acid and ZDDP lubricating oil mixtures

Zinc dithiophosphate (ZDDP)-free environmental friendly lubricating oil research studies have gained importance due to the governmental regulations over the last decade. In this study, low concentration boric acid-base oil and ZDDP-base oil mixtures were investigated with a ball on flat reciprocating tribometer to evaluate their tribological performances. The tribological performances of 1, 3, and 5% additive and base oil mixtures were evaluated at boundary lubrication condition in three main contexts including wear rates, surface tribochemistry, and friction. Results showed that there was no significant difference between boric acid and ZDDP friction coefficients. However, boric acid showed poor wear resistance when compared with ZDDP and it cannot be an alternative additive alone to ZDDPs.     

氟化非晶碳基薄膜摩擦学行为对配副材料的依赖性

为了系统研究氟掺杂对非晶碳基薄膜摩擦学行为的影响,以C_2H_2和CF_4为气源,通过等离子体增强化学气相沉积方法制备不同F含量的非晶碳基薄膜.采用XPS、SEM、Raman光谱以及纳米压痕等技术测定薄膜的微观结构、化学组成和力学性能,利用球-盘式往复摩擦试验机评价薄膜与不同配副材料的摩擦磨损性能.结果显示:较低F含量并未显著影响薄膜与强碳黏着对偶Ti、WC和Si_3N_4的摩擦系数;少量F原子掺杂明显增加了薄膜与弱碳黏着对偶ZrO_2和Al_2O_3的摩擦系数;薄膜与GCr15对偶的摩擦系数随F含量增加而明显升高;高F含量导致薄膜与Cu对偶的摩擦系数产生明显波动,而导致薄膜与Al对偶的摩擦系数显著增加;值得注意的是,高F含量薄膜在不同体系中都表现出高摩擦低磨损的特点.高活性F原子与对偶材料的摩擦化学作用能够合理解释不同体系摩擦学行为.     

Unconventional Approaches to Hydrogen Sorption Reactions: Non-Thermal and Non-Straightforward Thermally Driven Methods

In the last decades, a broad family of hydrides have attracted attention as prospective hydrogen storage materials of very high gravimetric and volumetric capacity, fast H₂-sorption kinetics, environmental friendliness and economical affordability. However, constraints due to their high activation energies of the different H₂-sorption steps and the Gibbs energy of their reaction with H₂ has led to the need of high thermal energy to drive H₂ uptake and release. High heat leads to significant degradation effects (recrystallization, phase segregation, nanoparticles agglomeration…) of the hydrides. In this context, this short review aims to summarize alternative non-thermal methods and non-straightforward thermally driven methods to overcome the previous constraints. The phenomenology lying behind these methods, i. e. tribological activation, sonication, and electromagnetic radiation, and the effect of these processes on hydrogen sorption properties of hydrides are described. These non-usual approaches could boost the capability of the next generation of solid-hydride materials for hydrogen conversion in energy sector, in mobile devices and as hydrogen reservoirs.     

二烷基二硫代磷酸铕的摩擦磨损性能研究

将稀土化合物用作润滑油减摩抗磨添加剂是目前摩擦学研究的前沿课题之一。为了充分发挥我国稀土资源丰富这一优势，以稀土元素的摩擦学应用为出发点，对自行合成的油溶性二烷基二硫代磷酸铕的摩擦磨损性能进行了试验研究，同时还用扫描电子显微镜、Ｘ射线能谱仪、俄歇电子能谱仪和Ｘ射线光电子能谱仪进行了相应的摩擦化学研究，并与常用的二烷基二硫代磷酸锌的作了对比．结果表明，二烷基二硫代磷酸铕的减摩抗磨性能比二烷基二硫代磷酸锌的好，主要原因是其在摩擦过程中发生摩擦化学反应形成了由Ｅｕ２Ｏ３、ＦｅＳ、有机硫化物、硫酸盐和磷酸盐等组成的边界润滑膜，而且稀土元素铕在摩擦界面向钢基体渗透而改变了表层的裂纹扩展抗力和表面压应力，这也是二烷基二硫代磷酸铕呈现出良好减摩抗磨性能的重要原因．     

密度泛函理论派生概念和原理在摩擦化学中的应用

评述了密度泛函理论派生概念和原理在摩擦化学中的应用，指出可以采用摩擦化学势(或摩擦化学电负性)和摩擦化学硬度作为表征固体摩擦材料和润滑剂分子力化学反应活性的量化参数，从而为摩擦化学计算与设计提供量子化学参数。     

环氧树脂在干摩擦过程中的表面化学效应研究

研究了环氧树脂在干摩擦下载荷为49 N和98 N时的摩擦磨损性能及其表面化学效应,利用扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪和傅立叶变换红外光谱仪对环氧树脂磨损表面的形貌和官能团进行观察与分析.结果表明:在载荷49 N下环氧树脂表现出良好的耐磨性能;在载荷98 N下,环氧树脂表面磨损较严重且呈脆性剥落;环氧树脂在干摩擦过程中发生的表面化学效应主要是其分子链的断裂和氧化降解,其磨损形式主要为疲劳磨损.