纳米铜润滑油添加剂的摩擦磨损特性及其机理研究

设计了4种试验方案,对比研究了不同摩擦试验条件下粒径为20 nm的铜添加剂对摩擦副的修复作用,考察了纳米铜添加剂在不同润滑油中的抗磨减摩性能,探讨了纳米铜添加剂的作用机理.结果表明:在摩擦过程中,纳米铜添加剂能够在磨损表面形成由粒径为0.1 μm团状物构成、低剪切强度的保护软膜,可以减小粘着磨损和磨粒磨损,使纳米铜添加剂表现出良好的抗磨减摩性能;对于基础润滑油650SN,纳米铜添加剂能够使其摩擦系数降低48%、磨痕宽度降低21%;对于坦克机油50CC,纳米铜添加剂能够使其摩擦系数降低40%、磨痕宽度降低33%;同时,铜保护膜修复了磨损表面的微坑和损伤,对摩擦副起到了有效的保护和修复作用.     

天然蛇纹石粉体润滑油添加剂的自修复性能及自修复层形成机理研究

采用RFT-III型往复摩擦磨损试验机(盘-块接触方式)考察了油酸表面修饰天然蛇纹石粉体润滑油添加剂对钢-钢摩擦副的自修复性能;采用显微硬度计测定了试块磨损表面硬度,采用扫描电镜、能谱仪、X射线光电子能谱仪分析了试块磨损表面和截面的形貌、组成、典型元素的化学状态,探讨了天然蛇纹石粉体的自修复机理.结果表明:油酸表面修饰天然蛇纹石粉体作为润滑油添加剂可显著减小钢-钢摩擦副的摩擦系数和磨损率.这是由于其可经由摩擦化学作用而在磨损表面生成具有良好减摩抗磨性能的自修复层所致.自修复层由不同粒径的纳米颗粒密堆积而成,主要成份为Fe₂O₃和非晶石墨,并含有少量Fe、有机物碎片、含硅有机化合物、SiO₂等.     

纳米锌添加剂适宜自修复条件的试验研究

运用均匀设计的试验方法考察了纳米锌作为自修复添加剂在HQ-1摩擦体系中的适宜自修复条件;利用SPSS统计软件对试验结果进行了回归分析,建立了自修复性能与载荷?转速?浓度和修复时间之间的数学模型,规划求解寻找适宜自修复的条件,并经过试验验证其准确性;使用粗糙度测量仪测试了修复前后试块磨痕表面状况,采用带有能谱仪(EDS)的扫描电子显微镜分析了修复前后试块磨痕的表面形貌.结果表明:所建立的回归模型可信?可行,具有显著性和统计意义,仪器测试结果与自修复效果有较好的一致性,分析结论对适宜自修复条件的确立具有指导意义.     

SiO2/SnO2复合纳米微粒添加剂的摩擦学性能及其对磨损表面的修复作用研究

采用化学方法制备了SiO2 SnO2 复合纳米微粒，分别采用四球摩擦磨损试验机和环一块摩擦磨损试验机考察了其作为矿物油添加剂的抗磨减摩性能及对磨损表面的修复作用．用扫描电子显微镜观察、分析了磨斑表面形貌，并探讨了复合纳米微粒添加剂的润滑作用机理．结果表明，SiO2 SnO2 复合纳米微粒添加剂具有优良的减摩抗磨性能，且对磨损表面具有一定的修复作用．其原因在于，SiO2 SnO2 复合纳米微粒在摩擦表面沉积并在接触区的高温高压作用下熔融铺展，形成低剪切强度的表面膜．     

羟基硅酸镁复合粉体润滑油添加剂对钢-钢摩擦副的抗磨自修复机理

以羟基硅酸镁复合矿物粉体作为润滑油添加剂,采用MM-200型环-块摩擦磨损试验机研究了45^#钢摩擦副的减摩抗磨性能;采用扫描电子显微镜观察了钢环磨损表面和润滑油所含添加剂颗粒的形貌,采用能谱仪分析了钢环磨损表面成份,采用表面形貌仪测定了钢环磨损表面粗糙度,进而探讨了复合矿物粉体添加剂的抗磨自修复机理.结果表明:羟基硅酸镁复合矿物粉体添加剂对钢-钢摩擦副具有良好的减摩抗磨作用.在基础油(46^#机油)润滑条件下,随着载荷的增加,磨损机制由轻微擦伤转变为严重擦伤和黏着磨损.在含添加剂的油润滑条件下,较低载荷下钢环磨损表面发生轻微擦伤,且擦伤程度比基础油润滑下的更轻;而在较高载荷条件下钢环磨损表面非常光滑,呈现轻微的黏着磨损迹象.其原因在于在较低载荷条件下,添加剂在摩擦过程中可发生团聚形成大小不一的球状团聚体,球状团聚体可起到微球轴承的作用,使钢-钢摩擦副由滑动接触状态转变为滚动接触状态,从而显著降低摩擦系数,提高抗磨性能.而在较高载荷下,羟基硅酸镁复合矿物粉体添加剂易在钢-钢摩擦副磨损表面形成自修复抗磨层,从而隔离金属表面的直接接触,起到良好的减摩抗磨作用.     

载荷和纳米MoS2添加剂含量对圆形锤头-棒料的摩擦磨损特性及其机理分析

针对精密下料中圆形锤头与棒料之间弧状接触面剧烈的摩擦磨损问题,借助WTM-2E型可控气氛摩擦磨损试验仪,利用GCr15钢块-45钢柱摩擦副在纳米MoS₂添加剂质量分数为0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%、0.5%和0.7%等七种润滑工况下,重点对不同载荷下摩擦磨损试验进行分析;采用扫描电子显微镜观察了GCr15钢块磨损表面形貌,采用能量色散谱仪(EDS)分析了GCr15钢块磨损表面成分,并探讨了其润滑抗磨及自修复机理. 结果表明:随着载荷增加,摩擦接触应力变大,摩擦系数和磨损量呈上升趋势,磨损表面形态由轻微磨粒磨损转变为黏着磨损. 同时加入的MoS₂添加剂的质量分数并非越高越好,摩擦系数和磨损量随MoS₂添加剂质量分数的升高呈现先减小后增大趋势,且MoS₂添加剂质量分数在0.1%~0.3%范围内时减摩抗磨效果较好. 通过对比不同润滑条件下摩擦副因摩擦磨损而产生的噪声、振动速度和温升,进一步定量确定出纳米MoS₂添加剂质量分数为0.1%时,可以最大程度地降低摩擦副的损耗.      

表面修饰SiO2纳米微粒对锂基脂抗磨性能影响的研究

合成了表面修饰SiO2纳米微粒,利用四球摩擦磨损试验机考察了SiO2纳米微粒作为锂基脂添加剂的摩擦磨损行为,用扫描电子显微镜、能量色散谱仪和X射线光电子能谱仪对钢球磨损表面进行了分析.结果表明:SiO2纳米微粒作为锂基脂添加剂具有良好的抗磨损性能,能够显著提高锂基脂的失效载荷.这是由于在摩擦过程中,SiO2纳米微粒富集在磨损表面并形成边界润滑膜,对磨损表面起到修复作用,从而使得锂基脂的抗磨和承载能力明显提高.     

油溶性纳米Cu在微动磨损条件下的自修复行为与机理研究

将质量分数为1%的油溶性纳米铜分散于SJ 15W/40汽油机油中并以SJ 15W/40汽油机油为参比油、采用SRV型微动摩擦磨损试验机考察了油溶性纳米铜添加剂的摩擦磨损自修复行为.用表面轮廓仪、显微硬度计、扫描电子显微镜以及X射线光电子能谱仪等对摩擦副磨损表面进行了分析.结果表明,在本试验条件下,与参比油相比,添加油溶性纳米铜的SJ 15W/40汽油机油的摩擦系数和磨损体积损失均有大幅降低,且在达到一定试验时间和载荷后出现磨损负增长,表现出了明显的磨损自修复效应.油溶性纳米Cu能够改善摩擦副的表面磨损状况,使其得到整平和修复,其机理主要为软金属纳米颗粒(纳米Cu颗粒)在摩擦过程中由于物理、化学和电化学等作用而沉积于摩擦表面,形成含有单质铜的自修复沉积膜,从而起到了磨损自修复作用.     

天然矿物微粉润滑添加剂对钢摩擦副的自修复效应

通过超细研磨的方法制备了1种复合矿物微粉,采用RFT-Ⅲ型往复摩擦试验机评价了其作为润滑油添加剂对钢摩擦副的自修复效应,借助扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱仪(EDS)及纳米压痕仪(Nano indenter)对磨损表面及截面进行了表征,探讨了其减摩抗磨机理。结果表明：矿物微粉作为润滑油添加剂具有良好的减摩抗磨及自修复性能。其摩擦系数较基础油降低约55.1%,上下试样的磨损率相应地降低了85.7%和97.6%。添加剂与摩擦表面发生了复杂的理化作用,诱发形成了较为连续均匀的多孔氧化膜自修复层,其表面较为光滑平整,厚度约为0.72 um,主要由Fe、C和O元素构成,具有较高的微观力学性能,有效地降低了摩擦副的摩擦磨损。     

油溶性二正辛基二硫代氨基甲酸的合成及其摩擦化学特性研究

以二正辛胺，Ｃｅ２Ｏ和ＣＳ２为原料合成出一种新型油溶性润压抗磨添加剂－二辛基二硫代氨基四酸铈（Ⅱ），并在环－块式摩擦磨损试验机和四球试验机上，测定了它的减摩性能，承载能力和抗磨性能等，同时还就其添加量对学些性能的影响进行了考察；     

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     

含硫硼酸酯与磷酸三甲酚酯复合添加剂在菜籽油中的协同效应

合成了 3种含硫硼酸酯 ,利用四球摩擦磨损试验机考察了含硫硼酸酯、磷酸三甲酚酯及其复合添加剂对菜籽油摩擦学性能的影响以及添加剂结构、组成与其摩擦学性能的关系 ,用 X射线光电子能谱仪和扫描电子显微镜观察分析了磨损表面的形貌和元素化学状态 .结果表明 :合成的含硫硼酸酯在一定浓度范围可以改善菜籽油的抗磨性能 ;所考察的添加剂在适当的添加量下均可提高菜籽油的承载能力和抗磨性能 ,但减摩效果不显著 ;含上述添加剂的菜籽油在摩擦过程中发生摩擦化学反应 ,生成由菜籽油甘油酯和添加剂摩擦化学反应产物组成的边界润滑膜 ,从而改善菜籽油的摩擦学性能     

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。     

二元添加剂体系化学反应活性与极压抗磨性的研究

利用热丝法和四球试验机研究了二元添加剂体系的化学反应活性和极压抗磨性,并用俄歇电子能谱仪分析了试验后细铁丝和钢球磨痕表面的元素组成。结果表明,石油磺酸钙和苯三唑脂肪胺盐对3种含磷极压抗磨剂的抗磨性都有比较明显的影响,而对它们的极压性却几乎没有影响。     

新型O-N型三嗪衍生物与磷酸三甲酚酯在菜籽油中的摩擦磨损复合效应研究

合成了一种新型无磷三正辛氧基取代三嗪衍生物(TONT),利用四球摩擦磨损试验机考察了单剂TONT、磷酸三甲酚酯(TCP)以及含不同质量分数的TONT和TCP的复合添加剂在菜籽油中的摩擦磨损性能;用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪观察分析了磨损表面形貌和元素化学形态.结果表明:所考察的添加剂均能够提高基础油的承载能力;在一定的条件下,单剂TONT和TCP能够有效地提高基础油的减摩和抗磨性能;TONT/TCP复配剂在基础油中表现出良好的抗磨和减摩效应,其在摩擦过程中发生物理、化学吸附的同时,与金属表面发生摩擦化学反应,生成无机盐和有机氮及含氮金属配合物,从而起到减摩抗磨作用.     

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。     

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．     

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     

润滑脂极压抗磨添加剂的发展现状

本文综述了润滑脂极压抗磨添加剂的发展现状及其最近的研究和开发动向,阐述了两种或两种以上极压抗磨添加剂的复合效应,并且提出了当前值得注意的几个重要的研究内容。     

含硼咪唑啉化合物的摩擦学性能研究

利用四球试验机考察了２种含硼咪唑啉化合物在水中的摩擦性能,并用Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）研究了磨斑表面边界膜的化学组成,摩擦试验表明,含硼咪啉化合物在水中具有良好的润滑性能和承载能力,表面分析证明,含硼咪唑啉化合物的减摩抗磨作用取决于摩擦化学反应生成的有机咪唑啉,ＲＢ（ＯＨ）２及部分分解产物的复合膜。