质子型离子液体水基润滑液摩擦学性能研究

配置了不同质量分数的质子型离子液体二乙醇胺月桂酸(Bis[(2-hydroxyethyl)ammonium] lauric,B_OEAL)水溶液,使用MRS-10A摩擦试验仪、NGY-6型纳米膜厚测量仪、接触角测量仪,对B_OEAL水溶液的减摩抗磨性能、极压性能、成膜性能和润湿性等进行试验研究,并用3D共聚焦表面形貌仪和XPS对摩擦磨损机制进行了分析. 结果表明: 质量分数为5%的B_OEAL水溶液最大无卡咬负荷在834~883 N之间,相比纯水(98 N)有较大的提高,即B_OEAL可作为水基润滑液的极压添加剂. B_OEAL的加入显著提高了纯水的成膜能力以及在钢-钢摩擦副表面的润湿性能. 分析原因是B_OEAL中的极性基团可以在金属表面形成致密的化学吸附膜或物理吸附膜,从而使得金属摩擦副的摩擦系数降低,抗磨效果提高,同时由于B_OEAL分子极性较强,低质量分数的B_OEAL水溶液在不锈钢表面就表现出良好的摩擦学性能.      

表面微织构对球盘点接触润滑摩擦性能的影响

基于统一Reynolds方程系统模型开展了富油点接触工况下微织构表面润滑摩擦性能的数值模拟研究.在通过实验标定数值模拟中润滑剂流变参数的基础上,系统分析了微织构表面摩擦系数周期变化的全过程,初步揭示了微织构的减摩机理.结果表明：数值模拟结果与实验结果有较好的吻合;瞬时摩擦系数达到最小值时,微坑单元一般处于名义Hertz接触区域的前边界;当微坑运动到Hertz接触区域内时,微坑前沿局部膜厚减小,而微坑后边沿膜厚局部增大,形成局部膜厚增大区;局部膜厚增大区的大小对微织构的润滑摩擦性能有较大影响,其面积越大,减摩效果越好.     

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。     

咪唑螯合硼离子液体的合成、表征及摩擦学性能

以一类环境友好的螯合硼离子液体为研究对象,合成了4种具有不同烷基直链阳离子中心的螯合硼离子液体C_nMImBScB(n=2,4,6,8);通过核磁共振波谱(NMR)、电耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)、热重分析(TGA)和差示扫描量热分析(DSC)等方法对4种螯合硼离子液体进行了结构分析、硼含量测定和热稳定性分析.以聚乙二醇200(PEG200)作为基础油样品,C_nMImBScB(n=2,4,6,8)作为添加剂,采用四球摩擦磨损试验机、扫描电子显微镜(SEM)和能量色散X射线光谱(EDX)分别对油样的减摩抗磨性能、磨斑形貌和磨斑表面元素分布进行了分析和表征.结果表明,C_nMImBScB(n=2,4,6,8)可作为在较宽温度范围内使用的润滑油添加剂,离子液体的低浓度(质量分数1%~2%)添加使PEG200的摩擦性能得到大幅度提高,摩擦系数最大降低58.46%,磨斑直径最大降低20.5%;硼元素沉积到表面参与润滑膜的成膜,磨斑表面碳元素含量的增加也有助于摩擦性能的提高.     

稀土催化低温熔融渗硫层的摩擦学性能研究

采用稀土催化低温熔融渗硫新工艺在Crl2钢和45^#钢表面获得一定厚度的渗硫层，用X射线衍射仪分析了渗硫层结构；在环-块摩擦磨损试验机上测定了干摩擦条件下渗硫层的摩擦学性能，并利用扫描电子显微镜研究了渗硫层及其磨痕表面形貌．结果表明：渗硫层呈多孔结构，由FeS、FeS2相和基体相组成；渗硫层具有明显的减摩作用，渗硫层的摩擦系数仅为相应无渗层材料的30％左右，其减摩作用同基体硬度及渗层厚度有关．与此同时，渗硫层在一定程度上提高了材料表面的耐磨性；而在相同试验条件下，Crl2钢表面渗硫层的减摩及耐磨性能优于45^#钢表面渗硫层．     

双层自组装分子/离子液体复合润滑薄膜的制备及其摩擦学性能研究

利用自组装和喷覆技术,在单晶硅(Si)表面制备了N-3-(三甲氧基硅烷基)丙基乙二胺(DA)-月桂酰氯(LA)-1-十二烷基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体(ILs)双层自组装分子/离子液体复合润滑薄膜(DA-LA-ILs).采用接触角测量仪、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和原子力显微镜(AFM)对复合润滑薄膜进行了润湿性能、分子组分、微观形貌和微尺度黏附行为的研究;利用球-盘摩擦磨损试验机研究了该薄膜的摩擦学性能.结果表明:经DA-LA-ILs复合润滑薄膜改性后,有效改善了Si表面的微观黏着性能;同时,相较于DA-LA双层自组装分子膜改性的Si表面和直接由ILs修饰的Si表面,该复合润滑薄膜具有良好的宏观减摩抗磨性能.研究为DA-LA-ILs复合润滑薄膜应用于微机电系统,降低微接触表面的黏着并提高耐磨性能提供了理论依据和试验基础.     

(Ni-P)-石墨复合镀层的耐磨减摩行为

利用电沉积工艺制备了(Ni-P)-石墨复合镀层,并在环-块试验机上对其摩擦系数、磨损率和摩擦力矩进行了试验研究,认为正确选择复合镀层的对磨副是发挥镀层中石墨减摩作用的关键之一,配副双方的强度(或硬度)应基本相当而且不易发生粘着。文章还报道了对复合镀层中磷与石墨含量之最佳配比的考察结果。同时,作者还结合磨屑与磨痕形貌的观察结果等提出了石墨减摩膜形成过程的模型,并指出外载荷是影响石墨减摩膜稳定存在的重要因素。     

含氯磷硼酸酯聚合物的摩擦性能

合成了标题聚合物,对其进行了IR表征。利用四球试验机测定其作为润滑剂的摩擦学性能。结果表明,含磷硼酸酯的最大无卡咬负荷值大于含氯硼酸酯,而且减摩抗磨效果好;含长链疏水基团的硼酸酯的最大无卡咬负荷比短链疏水基团的高,承载能力高。EDAX能谱分析表明,其抗磨性能与摩擦表面中存在硼、氯、磷活性元素有关。     

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.     

掺Ti/Ni碳质中间相的结构及其高温摩擦性能

利用机械合金化法将金属粉Ti/Ni掺入煤焦油沥青碳质中间相中,借助X射线衍射仪分析掺入金属前后碳质中间相的结构,采用MMU-5G型高温端面摩擦磨损试验机考察不同载荷下,以掺入金属的碳质中间相为润滑油添加剂的摩擦磨损性能,用扫描电子显微镜观察磨损表面形貌,采用激光拉曼光谱仪分析磨损表面碳质材料的结构特征.结果表明:掺入金属Ti/Ni可以抑制碳质中间相因高能球磨处理引起的无定型化而起到催化石墨化作用,在较低温度下达到较好石墨化程度;采用掺入Ti/Ni的碳质中间相作为润滑油添加剂在载荷增加时,摩擦系数降低,摩擦稳定性增强,磨损程度下降,表现出良好的高温减摩抗磨性能;随着载荷增加,磨损表面碳质材料的有序程度增强,微晶石墨平面尺寸La值增大.