硼化含氮杂环衍生物的摩擦学性能研究

从分子设计的观点出发，设计并合成了硼化含氮杂环衍生物，考察了其作为润滑油添加剂的抗磨性能，并通过扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪分析探讨了其在基础油中的抗磨作用机理．结果表明：所合成的硼化杂环衍生物添加剂在摩擦表面生成了由非牺牲性B2O3沉积层、氧化物、酸性氧化产物和聚合物组成的润滑及防护薄膜，从而有效地起到抗磨作用．     

含氮杂环硼酸酯添加剂的合成及其摩擦学性能

从分子设计的观点出发,合成了1种新型的含氮杂环硼酸酯添加剂.采用四球摩擦磨损试验机评价了其在液体石蜡中的摩擦学性能,并采用扫描电子显微镜观察分析钢球磨斑的表面形貌.结果表明:在液体石蜡中加入含氮杂环硼酸酯添加剂后,承载能力有较大提高,磨斑直径明显减少.     

含氮杂环化合物及其衍生物用作多功能润滑油添加剂的研究发展现状

含氮杂环化合物及其衍生物用作润滑油添加剂都具有良好的极压减摩抗磨性能和高的热稳定性能，以及良好的抗氧化性能和抗腐蚀性能，能够满足现代机械设备和环境方面日趋苛刻的实用要求。因此，近１０年来，含氮杂环化合物及其衍生物作为润滑油添加剂日益受到国内外学者的广泛关注。为了推动其更快发展，对几种类型含氮杂环化合物及其衍生物用作多功能润滑油添加剂的研究发展现状作了概述与讨论，从含氮杂环衍生物添加剂的种类和分子结构着眼，重点阐述了它们的摩擦学性能与分子结构之间的关系，以及杂环母核和取代基中硫、磷、硼、氯等元素对其摩擦磨损性能的影响，并对含氮杂环化合物及其衍生物的减摩抗磨作用机理进行了探讨，同时还对这个领域今后如何开展研究工作提出了一些看法和建议。     

含氮杂环衍生物的磨损定量构效关系研究

以从头计算Hartree-Fock分子轨道法计算了苯并恶唑,苯并咪唑,苯并噻唑,二氢噻唑以及哌嗪五种母核的36种含氮杂环衍生物的量子化学结构参数.依据摩擦学定量构效关系理论,采用多元线性回归法对这些化合物进行了磨损定量构效关系研究,建立了合理的预测模型.结果表明:含氮杂环衍生物作为润滑油添加剂的抗磨能力与化合物的偶极矩和总能量相关性较好,并对母核性质具有较强的依赖性.所得模型具有较好的预测能力,可用于指导新型润滑油添加剂分子的设计及合成.     

六元含氮元环化合物的分子结构对其抗磨性能的影响

在四球摩擦磨损试验机和SRV微动磨损试验机上考察了5种六元杂环化合物（吡啶、吡嗪、嘧啶、哒嗪、三嗪）润滑油添加剂的抗磨性能,采用X射线光电子能谱分析了摩擦表面元素的化学状态.结果表明,这5种化合物都可以在不同程度上改善基础油的抗磨性能,其作用效果依次为嘧啶>哒嗪>均三嗪>吡嗪>吡啶.磨损表面N元素主要以未分解的六元N杂环化合物或分解的有机胺以及硝基或亚硝基化合物形式存在.在摩擦磨损过程中,含N杂环化合物不仅在金属表面发生了物理吸附和化学络合吸附,还在边界润滑条件下发生了开环反应.其抗磨减摩机理与杂环化合物的化学键长及共振能大小有关.     

纳米硼酸铜颗粒的制备及其用作润滑油添加剂的摩擦学性能

采用二氧化碳超临界干燥技术制备了粒径为１０￣２０ｎｍ的硼酸铜颗粒,并测定了其用作润滑油添加剂的摩擦学性能,结果表明,纳米硼酸铜使５００ＳＮ基础油润滑下的摩擦系数略有增大,并使其抗磨及承载能力提高,其最佳添加量为０．７０％￣１．１０％,纳米硼酸铜颗粒在摩擦表面发生了摩擦化学反应,生成了由Ｂ２Ｏ３及ＦｅＢ等组成的表面保护膜,润滑油抗磨性能的提高是纳米硼酸铜粒在摩擦表面的沉积及其摩擦化学产物作用的结果。     

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。     

C60的摩擦学特性研究

采用四球摩擦磨损试验机考察了Ｃ６０添加剂对液体石蜡的抗磨和极压性能的影响,并与２种国外的商用润滑油添加剂进行了极压性能对比研究,发现Ｃ６０在较高速度范围内具有一定的极压与润滑作用,其经过适宜的改性处理可望成为优良的润滑油添加剂。     

硫系和磷系添加剂对菜籽油摩擦学性能的影响

采用四球摩擦磨损试验机考察了硫系添加剂T321、磷系添加剂P120和T321-P120复配添加剂对菜籽油抗磨和极压性能的影响．结果表明：T321单剂、P120单剂和T321-P120复配添加剂均能够有效地提高菜籽油的抗磨和承载能力；T321-P120复配添加剂能够有效地改善菜籽油的减摩性能；T321和P120具有协同减摩、抗磨和极压作用，当二者的配比适当时，相应油样的综合摩擦学性能最佳．     

BPNN用于含氮、硫杂环润滑油添加剂抗磨性能的定量构效关系研究

采用反向传播神经网络法(Back Propagation Neural Network,简称:BPNN)对31种含氮、硫的2-烷基黄原酸酯类润滑油添加剂的抗磨性能进行了摩擦学定量构效关系(Quantitative Structure Tribo-ability Relationship,简称:QSTR)的研究,得到了具有良好的稳定性和预测能力的BPNN-QSTR模型(R~2=0.998 4,R~2(LOO)=0.695 9,q~2=0.879 1).参考输入层的12种2D和3D结构描述符的敏感度,对影响抗磨性能的分子结构进行了相应的探讨.结果表明:分子中的N和S杂原子对其抗磨损性能有显著的影响;同时,分子长度、所含双键S原子和芳香环数量以及分子支化程度等都是影响抗磨性能的主要因素.     

新型无硫、磷有机钼化合物润滑油添加剂对钢/钢摩擦副摩擦磨损性能影响研究

合成出1种新的无硫、磷有机钼配位化合物(MCC),采用SRV摩擦磨损试验机评价所制备的有机钼配位化合物作为润滑油添加剂对钢/钢摩擦副摩擦磨损性能的影响,并探讨了其润滑机理.结果表明,所合成的有机钼配位化合物作为润滑油添加剂对钢/钢摩擦副具有较好的抗磨减摩作用,使钢/钢摩擦副的摩擦系数降低,磨损体积损失减小.磨损表面分析表明,在载荷和剪切力作用下,MCC在摩擦表面发生了剧烈的摩擦化学反应,并形成具有稳定结构的含钼氧化物化学反应膜,引起磨损表面硬度随载荷增加而增大,从而起到了抗磨减摩作用.     

铋纳米微粒添加剂的摩擦学性能研究

采用液相分散法制备了平均粒径为60 nm的油溶性铋纳米微粒,用四球摩擦磨损试验机考察了所制备的铋纳米微粒作为润滑油添加剂的减摩抗磨性能.结果表明,当添加量处于0.04%～1.00%范围内时,铋纳米微粒表现出良好的减摩抗磨性能,并能显著提高基础油的失效负荷.     

磷酸三甲酚酯和亚磷酸二正丁酯添加剂对菜籽油摩擦学性能的影响

利用四球摩擦磨损试验机考察了磷酸三甲酯（ＴＣＰ）和亚磷酸二正丁酯（ＤＢＰ）添加剂对菜籽油摩擦学性能的影响,用Ｘ射线光电子能谱和扫描电子显微镜观察分析磨损表面的形貌和元素化学状态。结果表明：ＴＣＰ和ＤＢＰ能明显改善菜籽油的抗磨性能并提高其承载能力,但减摩效果不好;含上述添加剂的菜籽油在摩擦过程中发生摩擦化学变化,生成由菜籽油三甘油酯和添加剂摩擦化学反应产物组存的边界润滑膜,从而改善抗磨性能并提高承载     

纳米铜作为N32润滑油添加剂的摩擦学性能研究

本文借助电子扫描透镜(TEM)和X-射线衍射仪(XRD)对油溶性纳米铜颗粒进行了物相分析,通过四球试验机钢-钢摩擦副确定了纳米铜颗粒作为N32润滑油添加剂的最佳添加量,并比较了含有纳米铜最佳添加量的N32基础油和纯N32基础油润滑条件下电主轴的噪声、振动速度有效值和温升值.结果表明:纳米铜添加质量分数为0.5%时,摩擦系数和磨斑直径最小,且电主轴产生的噪音、振动速度有效值和温升值低于同一转速下使用纯N32基础油的结果.     

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     

PG-2齿轮油复合剂的摩擦学性能研究

研制了同商用齿轮油添加剂Hitec343具有相似结构和组成的PG-2复合剂;通过热重分析考察了所研制的PG-2复合剂的热稳定性能;利用红外光谱分析考察了其化学结构特征;采用四球摩擦磨损试验机考察了其极压抗磨性能,并采用扫描电子显微镜分析了钢球磨损表面形貌.结果表明,所研制的PG-2复合剂具有优良的极压抗磨性能、防锈性能、防腐蚀性能及热稳定性,其总体性能同国外同类复合剂产品相当,而极压性能优于国外同类复合剂.     

单分散纳米SiO2的制备及其作为润滑油添加剂的摩擦学性能研究

以正硅酸乙酯为原料制备了单分散纳米SiO2并表征了其结构,利用四球摩擦磨损试验机测定了所制备的纳米SiO2作为500SN基础油添加剂的摩擦学性能.结果表明:所制备的SiO2为粒径60 nm左右的球形微粒,其表面含有大量羟基,具有无定形晶体结构;纳米SiO2作为添加剂可以显著提高500SN基础油的承载能力和抗磨性能,当纳米SiO2的添加量为2.0%时,相应的pB值最高、磨斑直径最小、摩擦系数最低.     

磷氮化改性菜籽油润滑添加剂的制备及其摩擦学性能

在菜籽油中引入磷和氮,合成了2种新型磷氮化改性菜籽油添加剂,并利用红外光谱对其主要官能团进行了鉴定,利用四球试验机考察其在菜籽油中的抗磨性能与极压性能,用扫描电子显微镜观察分析磨斑表面的形貌。同时通过对磨痕进行X射线光电子能谱分析,探讨了磷氮化改性菜籽油润滑添加剂的极压抗磨作用机理,结果表明：两类磷氮化改性菜籽油添加剂能明显改善菜籽油的抗磨和减摩性能;其润滑作用机理是由于长链菜籽油分子的载体作用、磷和氮的高反应活性以及三者的协同作用与磨擦金属表面形成了一层高强度的吸附膜和（或）摩擦化学反应膜。