非硫磷型添加剂在聚脲基润滑脂中的摩擦学性能

以聚α烯烃（PAO40）合成油为基础油,制备了聚脲润滑脂,研究了硫化烯烃棉籽油和两种无硫磷型有机钨和有机钼添加剂对聚脲润滑脂性能的影响。利用往复摩擦磨损试验机分别考察了硫化烯烃棉籽油、有机钨和有机钼在钢-铜摩擦副条件下对聚脲润滑脂摩擦磨损性能的影响,用扫描电子显微镜（SEM）和能谱仪(EDS)观察并分析了铜磨斑表面形貌和磨斑表面主要化学元素组成,考察了3种添加剂对聚脲润滑脂铜片腐蚀的影响。结果表明：PAO型聚脲润滑脂对无硫磷型有机钨和有机钼添加剂的感受性好于硫化烯烃棉籽油,其中以有机钨效果最优,当添加质量分数为2.0%时,摩擦系数和磨痕宽度最小;含有无硫磷型添加剂的润滑脂对铜片的腐蚀也较轻。     

二辛基二硫代氨基甲酸钨的抗磨性和作用机理

合成了1种润滑油添加剂 二辛基二硫代氨基甲酸钨。研究了它的热稳定性及在基础油中的溶解稳定性和铜片腐蚀性;在四球摩擦试验机上系统地考察了二辛基二硫代氨基甲酸钨在基础油中不同含量、不同载荷下的摩擦学性能;利用X射线能量色散谱（EDS）分析仪和PHI550EACA /SAM多功能电子能谱仪分析了钢球磨斑表面,探讨了二辛基二硫代氨基甲酸钨的摩擦化学作用机理。结果表明,二辛基二硫代氨基甲酸钨具有较高的热稳定性、良好的油溶性和抗腐蚀性能,作为极压抗磨添加剂可使基础油的最大无卡咬负荷(PB)提高60%,烧结载荷(PD)提高75%,磨斑直径(WSD)降低26%,摩擦系数(μ)降低30%。摩擦过程中,二辛基二硫代氨基甲酸钨在摩擦副表面形成了FeS反应膜和WS2沉积膜,减少了摩擦副的直接接触,从而有效地提高了基础油的极压性能和抗磨减摩性能。     

几种磷氮型润滑油添加剂的摩擦行为及其摩擦化学机制的研究

对3种氮杂环的磷氮型润滑油添加剂的摩擦性能进行了研究，用X射线光电子能谱仪和电子探针分析了摩擦表面。结果表明：PN1添加剂的综合摩擦力学性能最好，当其加入量为0．20％时，四球磨斑直径最小，摩擦系最低，同时具有较高的最大无卡咬负荷，磨斑表面较光滑，磨痕较窄；元素磷的分布不均匀，而元素氮的分布较均匀。摩擦化学反应膜中元素的XPS分析表明，添加剂添加量增大时，添加剂在摩擦过程中发生明显的氧化磨损，摩擦表面上0－C＝0类化合物明显增多。     

新型无硫磷有机钼添加剂的制备与摩擦学性能

研制了一种新型无硫磷有机钼润滑油添加剂月桂酸-N-钼酸酯(LNME),采用傅里叶转换红外光谱（FT-IR）表征了其分子结构,在四球摩擦磨损试验机上考察了其在Ⅱ类基础油150SN中的摩擦磨损性能,并通过扫描电子显微镜（SEM）和X射线光电子能谱仪（XPS）对摩擦表面进行了分析,探讨了摩擦学作用机理。结果表明,所制备的新型润滑油添加剂LNME在摩擦副表面能形成吸附膜,部分吸附膜通过摩擦化学反应生成了铁的氧化物、有机氮和MoO_x的摩擦化学反应膜,从而表现出较好的承载能力和抗磨减摩性能。     

一种有机/无机复合纳米铜添加剂的摩擦学性能

在实验室制备了一种复合型修饰剂修饰的油溶性纳米铜添加剂,粒径为1~7 nm。在四球摩擦磨损试验机上考察了该添加剂在HVIW H150基础油及SJ 5W/30汽油机油中的摩擦磨损性能。结果表明,含0.1%纳米铜添加剂的HVIW H150基础油具有良好的抗磨性能,可使基础油PB值提高30%以上,磨斑直径降低50%左右;在5W/30 SJ汽油机油中表现出明显的减摩性能,使油品的摩擦系数降低28%以上。这是由于纳米铜超强的延展性使其在润滑油中表现出优良的摩擦学性能。     

电磁场作用下含三乙醇胺硼酸酯润滑油的摩擦学特性

使用改进后的四球摩擦磨损试验机,考察了添加三乙醇胺硼酸酯（TBE）抗磨添加剂的150SN基础油在电磁场作用下的摩擦磨损性能,使用扫描电子显微镜（SEM）观测钢球磨痕表面形貌,采用X射线光电子能谱仪（XPS）和X射线能谱仪（EDS）分析了磨斑表面典型元素的化学状态,并从电磁场的物理效应和化学效应两个方面对摩擦学机理进行了初步探讨。结果表明：在电磁场作用下,150SN基础油润滑下的钢球磨斑直径和摩擦因数均比无电磁场时大,含TBE润滑油润滑下钢球的磨斑直径比无电磁场时小,但摩擦因数比无电磁场时大。电磁场对磨损微粒的作用使其在摩擦表面形成一个保护膜层,并且电磁场会促进TBE中B和N元素与金属基体的键合作用,在摩擦表面形成含Fe和B元素的摩擦化学反应膜及含有机氮化物的高强度聚合物膜,从而影响TBE的抗磨减摩性能。     

润滑油四球抗磨损性能研究

采用杠杆式四球摩擦磨损试验机研究了不同润滑油的抗磨损性能.采用扫描电子显微镜对不同润滑油试验后的试验件钢球磨痕表面形貌和表面膜的元素组成进行了分析,探讨了润滑油的抗磨损机制.结果表明:1.黏度大且硫/磷比适中的油品四球抗磨损性能较好.2.汽油机油中钼盐减摩剂在四球磨斑试验中可以降低磨斑直径、改善磨斑形貌.     

正辛氧基硼酸钡在菜籽油中的摩擦学性能

合成了1种含硼及钡的油溶性化合物--正辛氧基硼酸钡（BaOB）,将其作为润滑油抗磨减摩添加剂,采用四球摩擦磨损试验机评价了其摩擦学性能。结果表明,在菜籽油（RO）中加入BaOB后,其承载能力得到明显提高,最大增幅超过80%, 钢球磨斑直径和摩擦系数均明显降低,且588N时的摩擦系数较392N时的更低;扫描电子显微镜证实磨斑表面有沉积物。从SEM/EDS和XPS分析摩擦副表面发现, 摩擦副表面有B、Ba、Fe、Cr元素, 在摩擦过程中正辛氧基硼酸钡发生了摩擦化学反应,并在摩擦副表面生成了BaO、B2O3和FeB抗磨减摩膜,从而改善了菜籽油的摩擦磨损性能。     

磁场作用下基础油和含硫代磷酸铵盐润滑油的摩擦学特性

采用改进后的四球试验机考察在有、无磁场作用下150SN基础油和含硫代磷酸铵盐(T307)抗磨添加剂润滑油的摩擦磨损性能,并用扫描电子显微镜(SEM)观察磨斑的表面形貌,分析磁场、载荷和T307的添加量对润滑油摩擦学特性的影响。结果表明：以150SN基础油为润滑介质时,与无磁场作用时相比,磁场作用下的钢球磨斑直径较小、摩擦因数较大,即磁场作用可增强150SN基础油的抗磨性能、削弱其减摩性能;以含T307润滑油为润滑介质时,磁场作用下的钢球磨斑直径和摩擦因数均大于无磁场作用时的磨斑直径和摩擦因数,即磁场作用对含T307润滑油的抗磨性能和减摩性能都有不利影响;磁场作用会影响钢球表面膜的性质和状态,不利于T307与金属表面发生摩擦化学反应形成润滑膜。     

纳米硫化物添加剂在润滑脂中的微动磨损性能

考察了纳米硫化物等添加剂在润滑脂中的微动磨损性能,并对微动磨斑表面进行了XPS分析.结果表明.与微米级固体润滑剂石墨相比,这些添加剂能显著降低微动磨损体积,在微动磨损后期还能降低摩擦系数.微动磨斑表面膜含有Cu、Zn、Ni、S、B等元素;从元素的电子结合能大小来看,固体表面膜主要有Cu、FeS、Fe2B及ZnO等物质.含纳米硫化物添加剂的润滑剂能显著降低微动磨损的主要原因在于纳米粒子的化学性质非常活泼,在微动过程中容易与摩擦表面发生化学反应,形成具有保护性的沉积物膜和化学反应膜.     

食用废油制备凹凸棒脂及其摩擦学性能研究

以食用油废油作为基础油,以改性凹凸棒黏土作为稠化剂制备了废油基润滑脂,考察了该润滑脂的几种物理性能,并采用热重分析（TGA）仪测定了该润滑脂的热分解温度,采用SRV摩擦磨损试验机考察了所制备润滑脂的摩擦学性能,分别用3D轮廓扫描仪、扫描电子显微镜（SEM）和X 射线光电子能谱（XPS）仪对刚球磨斑进行了磨损体积测定、形貌观察和表面元素化学状态分析。结果表明,采用食用油废油所制备的润滑脂具有优良的摩擦学性能,摩擦表面形成的摩擦保护膜是其抗磨和减摩性能得以提高的根本原因。该润滑脂的成功制备为解决废油再利用提供了新的途径。     

微量水对含清净剂油品抗磨减摩性的影响究

利用高频往复试验机研究了被微量水污染的含清净剂油品的抗磨减摩性能变化及其作用机理。结果表明：试验选用的5种清净剂均能增强润滑油基础油的抗磨减摩性;碱值高的清净剂C对基础油的润滑性改善效果最好,摩擦因数仅为0.10;但是水对分别添加清净剂A,B,E的油品抗磨性能影响较小,对分别添加清净剂C和D的油品抗磨性能影响较大;当油品中清净剂C加入量（w）为2.0%、水加入量（w）分别为0.1%和0.3%时,往复试验钢球的平均磨斑直径分别增至410.0 μm和416.0 μm,油品抗磨性明显变差。含有相同有机酸基质类型的清净剂,过剩碱性组分的水溶性越强,相应油品测试时钢球的磨斑直径越大;含有相同金属类型,不同有机酸基质清净剂的油品试验时的摩擦因数和钢球磨斑形貌变化趋势不同。     

硅油作为润滑油添加剂的摩擦和磨损性能

采用 SRV 摩擦磨损试验机研究了3种含氟硅油在聚 α 烯烃(PAO)中的摩擦和磨损性能,采用光学显微镜测量了钢球和钢盘的磨斑尺寸,用扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)分析了磨斑表面形貌和形成摩擦化学反应膜化合物的化学状态,探讨了含氟硅油的摩擦化学机理。结果表明,不同链长和不同官能团的含氟硅油具有不同的减摩和抗磨性能,其中含氟硅油 F-Si-G 有最小的摩擦系数,仅为0.097,而含氟硅油 F-Si-H 有最小的磨斑宽度,为0.444 mm。这是由于含氟硅油在摩擦副运动过程中发生化学分解,生成的含氟摩擦化学产物是改善摩擦副摩擦和磨损性能的主要原因。     

3-（N-单正十八烷基胺甲基）喹唑啉-4-酮的摩擦学性能

 合成了3-（N-单正十八烷基胺甲基）喹唑啉-4-酮（NOQ）,在四球试验机和万能摩擦磨损试验机上评价了其在液体石蜡基础油中的摩擦学性能,并采用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱仪观察分析擦磨损表面形貌及典型元素的化学状态。结果表明,加有NOQ基础油的承载能力和抗磨减摩性能得到明显提高;这是由于添加剂在摩擦过程中发生了摩擦化学反应并在摩擦金属表面上形成了由氧化亚铁、有机氮化物和含氮金属配合物等组成的混合边界润滑膜。     

含硼杂环抗磨添加剂的合成及其摩擦学性能

 从分子设计的观点出发，合成了一种新型含硼杂环抗磨添加剂SONB，采用四球摩擦磨损试验机评价了其摩擦学性能。结果表明，在菜籽油(RSO)中加入添加剂SONB后，承载能力有较大提高，磨斑直径明显减小，摩擦系数明显降低。从磨损表面SEM/EDS、XPS分析结果可以推断，该添加剂在摩擦过程中发生了化学分解反应，S元素在钢球的表面形成了一层含Fe₂(SO₄)₃和FeS₂ 的反应膜，N、B元素则以吸附膜的形式存在于摩擦表面， 两种膜的协同作用提高了菜籽油的减摩抗磨性能及承载能力。     

层状磷酸锆材料作为锂基脂添加剂的摩擦磨损性能研究

采用四球摩擦磨损试验机考察了层状磷酸锆材料α-Zr(HPO4)2.H2O（简称α-ZrP）和Cu(OH)2Zr(HPO4)2.2H2O（简称Cu-α-ZrP）作为锂基脂添加剂对钢-钢摩擦副摩擦磨损性能的影响。采用扫描电子显微镜、X射线能量色散谱仪和3D光学轮廓仪,对润滑后的钢球磨损表面形貌、元素分布和体积磨损量进行了表征。结果表明：这两种层状磷酸锆材料作为添加剂均能够显著提高锂基脂的承载能力和减摩抗磨能力;在α-ZrP和Cu-α-ZrP锂基脂润滑下,钢球表面形成了含有α-ZrP或Cu-α-ZrP的保护膜,从而改善了润滑脂的摩擦学性能。     

ZIF-8/ZDDP作为润滑脂添加剂的摩擦学性能研究

在锂基润滑脂中分别添加了ZIF-8、ZDDP以及ZIF-8与ZDDP复配剂(ZIF-8/ZDDP),采用SRV往复摩擦磨损试验机和四球摩擦磨损试验机研究了上述3种添加剂在钢/钢摩擦副下对锂基润滑脂摩擦磨损性能的影响。采用3D光学轮廓仪、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)和X射线能谱仪(EDS)分析了摩擦副磨损表面的形貌、化学状态和元素含量。结果表明,ZIF-8/ZDDP复配添加剂能够显著提高锂基润滑脂的抗磨性能和承载力。摩擦过程中,ZIF-8颗粒黏附在摩擦副表面形成物理保护膜,并与ZDDP生成的化学反应膜协同互补,表现出优良的复配增效性。