硼酸钾做润滑油添加剂的抗磨性能之研究

作者利用Shell-Seta四球试验机研究了白油中所含硼酸钾的抗磨特性,以及分散刘中性烷基苯磺酸钙对硼酸钾抗磨性能的影响,并且利用X-射线光电子能谱仪(XPS)和俄歇电子能谱仪(AES)考察了摩擦表面的元素组成及硼元素的价态。结果表明,含硼酸钾的白油能够在摩擦表面形成含硼酸钾的表面膜而具有较好的抗磨性,硼在摩擦表面膜中以硼酸钾的形式存在,分散剂烷基苯磺酸钙会影响硼酸钾沉积腆的形成及其与金属表面的结合强度而降低抗磨性能。     

润滑油添加剂——偏硼酸钠抗磨特性的研究

作者利用四球试验机和Timken试验机研究了白油中所含偏硼酸钠的抗磨特性,以及分散剂和结晶水对偏硼酸钠的抗磨性能的影响,并且利用X—光电子能谱仪(XPS)和俄歇电子能谱仪(AES)考察了摩擦表面的组成及硼的价态。结果表明,含偏硼酸钠的白油能在摩擦表面形成含偏硼酸钠的表面膜而具有较好的抗磨性,硼在摩擦表面膜中以偏硼酸钠的形式存在,钠和钙的石油磺酸盐型分散剂会降低偏硼酸钠的抗磨性,而丁二酰亚胺类分散剂则能提高其抗磨性。     

含硫硼酸酯中硫和硼在菜籽油中的协同减摩抗磨作用

合成了一系列含硫硼酸酯 ,在四球摩擦磨损试验机上考察了含硫硼酸酯化合物作为菜籽油添加剂的摩擦学性能 ,并用扫描电子显微镜和 X射线光电子能谱仪观察分析了钢球磨损表面形貌和表面膜中元素的化学状态 .结果表明 :含硫硼酸酯的摩擦学性能与其分子内硫和硼的含量密切相关 ;结构相似、元素组成不同的硼酸酯的抗磨效果与所含活性元素的数量不存在对应关系 ,而结构相似且 S和 P含量相同的硼酸酯的摩擦磨损行为相似 .钢球磨损表面分析结果表明 ,在摩擦过程中含硫硼酸酯与钢球表面发生摩擦化学反应 ,形成了含硫、硼、氧及碳等元素的表面保护膜     

几种含氯硼酸酯添加剂的摩擦学性能研究

利用四球试验机和环－块试验机对自行合成的几种含氯硼酸酯作为润滑油添加剂的摩擦学性能与不含氯硼酸酯及氯代十六烷的进行了对比试验研究，利用Ｘ射线光电子能谱对摩擦表面的组成及Ｂ１ｓ和Ｃｌ２ｐ的电子结合能进行了分析。环－块试验结果表明，含氯硼酸酯与不含氯硼酸酯的摩擦磨损性能相差不大；四球试验结果表明，含氯硼酸酯的最大无卡咬负荷比不含氯硼酸酯的高，而且含氯硼酸酯的减摩抗磨效果比氯代十六烷的好，承载能力也比氯代十六烷的高。Ｘ射线光电子能谱分析表明，硼在摩擦表面是以降解的硼酸酯的形式存在，而氯在摩擦表面则是以铁的氯化物和含氯硼酸酯的两种形式存在。     

二烷基二硫代磷酸镧与硼酸酯的协同减摩抗磨作用机理

用四球摩擦磨损试验机考察了油溶性二烷基二硫代磷酸镧(LaDDP)和有机硼酸酯(OB)的减摩抗磨性能，探讨了LaDPP与有机硼酸酯的协同减摩抗磨作用及其协同摩擦化学反应机理；采用X射线光电子能谱仪和俄歇电子能谱仪对比分析了磨斑表面典型元素组成、化学状态和深度分布。结果表明，LaDDP和有机硼酸酯具有优良的减摩抗磨性能，且二者具有优异的协同减摩抗磨作用，其主要原因在于稀土元素镧促进了有机硼酸酯的分解及硼的渗透，生成了由La、La2O3、B2O3、FeS、硫酸盐和磷酸盐等组成的边界润滑膜，形成了镧与硼的渗透层。     

润滑油添加剂—硼酸酯的摩擦磨损性能及其抗磨机理之研究

作者合成了6种烷基链长不同的直链有机硼酸酯,并且利用Titaken试验机考察了它们用作润滑油添加剂的摩擦磨损性能;利用气相色谱仪(GC)对摩擦后的硼酸酯及摩擦产生的气体进行了分析;利用X-光电子能潜仪(XPS)和电子探针(EPMA)对摩擦表面进行了分析。Timken试验表明,硼酸酯有优良的减摩抗磨性能及较高的失效负荷,而且它们的分子链越长,减摩抗磨性能越好,失效负荷越高;GC分析表明,硼酸脂在摩擦过程中发生了碳链的降解并产生了小分子的气体;XPS和EPMA分析表明,硼以降解的硼酸酯的形式吸附于摩擦表面,而且硼酸脂的分子链越短,吸附于摩擦表面上降解的硼酸酯的分子也越短,但没有B_2O_3和FeB产生。     

两种含硫硼酸酯的合成及十二胺对其抗磨性能的影响

人们已对有机硼酸酯的减摩抗磨性能作了许多研究，但还很少见有含硫硼酸酯减摩抗磨性能之研究的文献报道．因此，合成了两种分子链烷基中含硫的有机硼酸酯，利用四球试验机和ＭＨＫ－５００型环－块试验机考察了它们添加到基础油（四球试验和环－块试验使用的基础油分别为液体石蜡和正十四烷）中的抗磨性能，以及十二胺对它们抗磨性能的影响，并用Ｘ射线光电子能谱仪对摩擦表面的元素组成和硼、硫元素的化学结合状态进行了分析，四球试验表明，含硫硼酸酯的承载能力比不含硫硼酸酯的更高；环－块试验表明，含硫硼酸酯的抗磨性能比不含硫硼酸酯的差．十二胺的加入能够明显提高含硫硼酸酯的承载能力和抗磨性能，Ｘ射线光电子能谱分析发现，在摩擦表面膜中硼是以降解的硼酸酯的形式存在，而硫则是以有机硫化物和ＦｅＳＯ４这两种形式存在；十二胺的加入降低了硫和硼在摩擦表面膜中的含量，其结果是提高了油品的抗磨性能和承载能力．     

单晶硅表面改性及其微观摩擦学性能研究进展

评述了单晶硅表面改性及其微观摩擦磨损性能研究现状和进展,就单晶硅微观机械性能和摩擦磨损性能、单晶硅表面沉积薄膜和氧化层的微观机械和摩擦学性能及硅材料表面离子注入和表面纳米化等相关研究进行了归纳总结;指出应当继续深化硅材料表面改性技术及改性层微观摩擦学性能的研究,特别是应当加强硅材料表面离子注入及表面纳米化的研究,从而满足MEMs／NEMs等高技术领域的应用和发展需要．     

多层氧化石墨烯-水泥基复合材料的力学性能与微观结构

研究了大片径多层氧化石墨烯(Graphene Oxide,GO)对水泥砂浆力学性能和微观结构的影响。发现掺入多层GO对水泥砂浆的抗压强度和抗折强度增强效果明显。随着GO掺量的增加,水泥砂浆的抗压强度和抗折强度呈现出先增大后减小的趋势。通过SEM观察其微观结构,发现GO作为载体,促使花状晶体和针状晶体等水化产物的生成,并且调节水泥的水化产物规则生长,形成致密结构。此外,GO纳米片可以形成阻止裂纹扩展的屏障,抑制裂纹在水泥砂浆中的传播,增强水泥砂浆的力学性能。相比于小片径薄层GO,大片径多层GO对水泥基材料性能的增强效果明显,经济实用性更高。     

新型含噻二唑有机硼酸酯在锂基脂中的极压抗磨性能及作用机理研究

合成了两种含噻二唑有机硼酸酯添加剂,利用元素分析、红外光谱和质谱对分子结构进行了表征.对两种化合物的热稳定性进行了考察,发现其具有良好的热稳定性.利用四球式摩擦磨损试验机考察了化合物作为锂基润滑脂添加剂的摩擦磨损性能,结果表明:这两种杂环硼酸酯添加剂能大幅度提高锂基润滑脂的承载能力,并具有良好的抗磨减摩性能,是一类性能优异的新型高效润滑脂添加剂.采用软X射线吸收精细结构光谱(XANES)和X射线光电子能谱(XPS)对这两种添加剂的摩擦学机理进行了初步探讨,结果显示钢球磨损表面形成了含氧化硼、铁的硫化物、铁的氧化物、硫酸亚铁以及有机含氮络合物等多组分的混合边界润滑膜,从而使润滑剂的极压性能和抗磨性能得到明显的改善.     

氧化硼的纳米磨损特性研究

Nanoscale tribological andmechanical properties o f boric acid were studied by Atomic Force Microscopy (AFM) and Nanomechanical Te stingSystem. The surface morphology, mechanical properties, and wear properties of boric acid on bulk boron oxide substrates inair at room temperature and var ious relative humidity (RH) were examined. It is shown that the growth of bo ric acid filmis dependent on RH, and the growth rate of H₃BO₃ correlate s with the micro-wear rate of B₂O₃. Thesurface of B₂O₃ became soft wit h the growth of boric acid film.     

热挤压态Al—Si—Pb轴承合金的摩擦学行为

研究了热挤压对搅拌铸造 Al- Si- Pb合金组织与机械性能的影响 .结果表明 :热挤压可以显著改善合金铸态组织 ,降低气孔率 ,提高机械性能 ;随着铅含量增加 ,合金的摩擦系数与磨损率显著下降 ,尤其铅含量为 2 0 %与 2 5 %的合金抗咬合性能明显提高 .对其磨损表面的光学与 X射线光电子能谱分析表明 ,磨损表面了形成由 Al2 O3、Fe2 O3和 Pb的化合物组成的混合物润滑膜 ,这是其抗咬合性能得以改善的直接原因 .     

环境水氧对纳米氮化铝/聚四氟乙烯复合材料摩擦学性能的影响

采用超声分散法制备出纳米氮化铝/聚四氟乙烯(AlN/PTFE)复合材料,使用线性往复摩擦磨损试验机在大气和干燥氩气中对比测试了该复合材料摩擦学性能. 结果表明:大气环境下,纳米氮化铝质量分数为5%时可以将聚四氟乙烯磨损率降低4个数量级[1×10?7 mm3/(N·m)]. 而在同样摩擦测试条件的干燥氩气环境中,使用纳米氮化铝只能将聚四氟乙烯磨损率降低2个数量级[1×10?5 mm3/(N·m)]. 利用三维轮廓仪、扫描电镜、红外光谱仪和光电子能谱仪对金属对偶表面形成转移膜的形貌和化学成分进行分析. 研究发现:大气环境的摩擦过程中,聚四氟乙烯与环境水氧发生摩擦化学反应生成了富含羧酸盐的转移膜,显著提高了复合材料耐磨性能;干燥氩气中,水氧的缺失使复合材料无法在摩擦中生成富含羧酸盐的转移膜,影响材料耐磨性能的进一步提高.      

碳化硼-碳化硼摩擦副的摩擦磨损特性研究

考察了热压碳化硼-碳化硼摩擦副在室温下的摩擦磨损特性,并采用X射线衍射仪测定了磨损表面的物相组成。结果表明：碳化硼-碳化硼摩擦副的摩擦系数随滑行距离和载荷的增加而减小,最低摩擦系数为0．09;在低载荷下初始阶段摩擦系数较高(0．3～0．4),磨损率极低,无法用表面轮廓仪测得,磨损表面X射线衍射分析表明,在摩擦过程中接触表面发生了摩擦化学反应,生成了B2O3和H3BO3等物质,从而使摩擦系数降低。     

MoS2/a-C复合薄膜在高/低湿度环境下的摩擦学性能研究

采用磁控溅射方法制备了MoS_2薄膜与不同碳含量的MoS_2/a-C复合薄膜,利用XRD、SEM、Raman光谱仪、纳米压痕仪和CSM摩擦试验机等分析了复合薄膜的结构、力学和摩擦学性能.结果表明:MoS_2薄膜为疏松的柱状结构,MoS_2/a-C复合薄膜为无定形的致密结构,硬度较高.低湿环境下MoS_2薄膜与MoS_2/a-C复合薄膜的摩擦性能差别不明显;高湿环境下薄膜的摩擦系数和磨损率均有所升高,其中MoS_2薄膜与低碳含量的MoS_2/a-C复合薄膜氧化严重,而高碳含量的MoS_2/a-C复合薄膜的摩擦学性能稳定,对湿度交替变换的环境适应性更佳.这是由于碳元素掺杂改善复合薄膜的微观结构,提高复合薄膜的抗氧化性和力学性能.     

强酸侵蚀对钠钙硅玻璃表面改性及其磨损性能研究

使用水接触角测量仪、红外光谱仪、纳米压痕仪和显微硬度计,探究了侵蚀处理时间对钠钙硅玻璃在强酸(pH=1,HCl溶液)和纯水侵蚀条件下机械化学性能的变化规律. 采用多功能往复式摩擦磨损试验机,以SiO₂球为对摩副,分析了钠钙硅玻璃在不同侵蚀条件下的磨损行为. 研究发现:经去离子水侵蚀24和50 h后,钠钙硅玻璃的机械化学性能变化不明显,而经强酸侵蚀的钠钙硅玻璃的断裂韧性显著增大,但其纳米硬度、等效弹性模量、维氏硬度和在潮湿空气(RH=50%)下的磨损性能降低. 酸性液体对钠钙硅玻璃性能的影响与Na+析出后玻璃表面形成的侵蚀层密切相关. 与纯水环境相比,钠钙硅玻璃表层Na+在强酸侵蚀时更易被析出,表面化学结构变成“富SiO₂”,同时玻璃表面变得更亲水,磨损过程产生的磨屑易于吸附在摩擦界面,从而导致界面磨损形式由摩擦化学磨损转化为黏着磨损,最终使钠钙硅玻璃的耐磨性降低.      

烷氧基硼酸铈的合成及摩擦学性能研究

合成了油溶性的异辛氧基硼酸铈,并对其摩擦学性能进行了评价,利用Ｘ射线光电子能谱对磨损表面Ｂ元素的组成及化学状态进行了分析,结果表明,异辛氧基硼酸铈具有良好的承载能力和抗磨减摩性能,Ｘ射线光电子能谱分析结果表明,在摩擦表面膜中,Ｃｅ和Ｂ分别以ＣｅＯ２、Ｂ２Ｏ３和Ｆｅ２Ｂ的形式存在。     

环境湿度对碳/铜滑动接触副载流摩擦学行为的影响

弓网系统依靠受电弓滑板与接触网导线间的滑动电接触为电力列车输送电能,作为1个开放的摩擦学系统,外界环境对其服役行为具有显著影响. 本文中利用往复式载流摩擦磨损试验机,通过加装湿度控制模块,在滑动电接触条件下,以碳棒和铜棒为摩擦配副,研究了环境湿度对碳/铜载流滑动接触副摩擦学行为的影响. 结果表明:载流条件下的摩擦系数高于无电流工况;无电流工况下,平均摩擦系数均随环境湿度的增加而单调降低;但由于累积电弧放电能量、平均接触电阻与相对湿度的正相关性,导致载流条件下在35% RH后的摩擦系数几乎不受环境湿度的影响. 进一步发现,无电流工况下,碳棒上的黏着磨损和氧化磨损随相对湿度的增加逐步减缓,载流工况下,存在1个黏着磨损程度最低的最佳湿度值,出现在55% RH附近. 高湿环境下,加速了碳/铜载流滑动过程中碳棒磨损表面分子结构的变化.      

碳钢表面渗硼层在油润滑条件下的摩擦磨损性能研究

采用化学热处理工艺对 45 # 钢进行渗硼表面改性 .在 SRV摩擦磨损试验机上对比考察了渗硼层在液体石蜡及含硼添加剂 -液体石蜡润滑下的摩擦磨损性能 .采用 X射线光电子能谱仪和 X射线衍射仪对比分析了 45 #钢表面硼改性层和含硼添加剂润滑下钢球磨斑表面典型元素组成和化学状态 .结果表明 ,化学渗硼可以大幅度降低碳钢的摩擦系数和磨损体积损失 ,渗硼层主要由 Fe2 B和 B2 O3 组成 ;渗硼改性层在含硼添加剂 /液体石蜡润滑下的摩擦磨损性能进一步改善 ,这归因于渗硼改性和含硼添加剂的摩擦化学效应的双重作用