TiN/BN与AlN/BN纳米混合添加剂的摩擦学性能研究

目的探究TiN/BN与AlN/BN两类纳米混合添加剂在油润滑中的摩擦学性能,分析纳米润滑油润滑机理。方法以油酸作为分散剂,提高纳米添加剂在基础油中的分散性能,利用MRS-10A型四球摩擦磨损实验机对不同混合比例、不同添加浓度的TiN/BN与AlN/BN纳米润滑油进行摩擦学性能测试,使用扫描电镜观察磨斑表面形貌,用EDS和XPS检测磨斑表面元素种类及相应化合价态。结果经油酸分散的混合纳米粒子的质量比为1︰1时,纳米润滑油表现出最好的抗磨减摩性能。其中TiN/BN纳米混合添加剂的质量分数为0.6%时,磨斑直径和摩擦系数较基础油分别降低34.97%和16.75%,最大无卡咬负荷提高65.96%;AlN/BN纳米混合添加剂的质量分数为0.2%时,磨斑直径和摩擦系数较基础油分别降低24.49%和11.76%,最大无卡咬负荷提高38.30%。磨斑表面磨痕沟槽深度、宽度减小,表面粗糙度明显降低。结论分散在油液中的AlN、BN、TiN纳米粒子进入摩擦副间发挥承载支撑作用,将滑动摩擦变为滑动-滚动混合摩擦,降低摩擦磨损。进入摩擦副间的AlN纳米粒子由于高表面能特性,沉淀吸附于摩擦表面凹坑处,修复磨损表面,TiN、BN纳米粒子与摩擦表面发生化学反应,生成由Fe-O、Ti-O、BO_x及TiN_xO_y等物质所构成的自修复膜,表现出较好的抗磨减摩及自修复性能。     

添加Sb纳米颗粒润滑油的摩擦学性能

采用Sb纳米颗粒作为润滑油添加剂,研究其在不同摩擦条件下的摩擦学性能和抗磨减摩机理。采用CFT-1型材料性能测试仪进行往复摩擦试验,并采用SEM和EDS分析润滑油的润滑效果。结果表明:Sb纳米颗粒的添加可以有效地改善润滑油的抗磨减摩性能;在0.50%(质量分数)的添加量下表现出优异的抗磨减摩效果;Sb纳米颗粒不仅可以吸附在摩擦副表面保护基体材料,还可以对磨损表面进行动态自修复。     

纳米铜添加剂在装备修复技术中的应用

考察了纳米铜添加剂在不同润滑油中的减摩抗磨性能，采用扫描电子显微镜对磨损表面进行了形貌和元素分析，模拟实际工况进行了300h的发动机台架试验。结果表明：纳米铜添加剂具有良好的减摩抗磨性能，可使润滑油650SN的摩擦系数降低48%，磨痕宽度降低21%；使坦克润滑油50CC的摩擦系数降低40%，磨痕宽度降低33%；使柴油机油15W/40CD和汽油机油15W/40SF的摩擦系数分别降低9%和15%，磨痕宽度分别降低22%和18%。在摩擦过程中，纳米铜添加剂能够在磨损表面形成了一层疏松的自修复膜，这层修复膜隔离了摩擦副之间的直接接触，修复了磨损表面的微损伤，从而起到有效的自修复作用。由纳米铜等添加剂组成的复合型添加剂具有优良的动力性、自修复性和经济性。     

纳米铜添加剂在装备修复技术中的应用

考察了纳米铜添加剂在不同润滑油中的减摩抗磨性能,采用扫描电子显微镜对磨损表面进行了形貌和元素分析,模拟实际工况进行了300h的发动机台架试验.结果表明纳米铜添加剂具有良好的减摩抗磨性能,可使润滑油650SN的摩擦系数降低48%,磨痕宽度降低21%;使坦克润滑油50CC的摩擦系数降低40%,磨痕宽度降低33%;使柴油机油15W/40CD和汽油机油15W/40SF的摩擦系数分别降低9%和15%,磨痕宽度分别降低22%和18%.在摩擦过程中,纳米铜添加剂能够在磨损表面形成了一层疏松的自修复膜,这层修复膜隔离了摩擦副之间的直接接触,修复了磨损表面的微损伤,从而起到有效的自修复作用.由纳米铜等添加剂组成的复合型添加剂具有优良的动力性、自修复性和经济性.     

纳米添加剂对GCr15/1045钢摩擦磨损性能的影响

随着纳米科技的发展和对纳米材料功能特殊性的认识,纳米材料作为添加剂开始越来越多的应用到机械的润滑和抗磨自修复研究中。文中利用PLINT NENE-7型磨损试验机,以中石油兰州润滑油厂生产的中负荷工业闭式齿轮油L-CKC220作为基础油研究了纳米氮化铝、纳米碳化硅和油溶性纳米铜合金作为添加剂对GCr15/1045钢摩擦副滑动摩擦磨损特性的影响。分析不同纳米材料对摩擦因数曲线、磨斑形貌(SEM)及EDX能谱分析图的影响。结果表明:3种纳米添加剂均能使摩擦副的摩擦因数明显降低;纳米氮化铝和油溶性纳米铜合金作为添加剂具有良好的减摩和抗磨性能,分别使摩擦系数降低33.3%和28.6%,并能非常明显的沉积在摩擦副表面;纳米碳化硅的性能较差。     

纳米添加剂对GCr15/1045钢摩擦磨损性能的影响

随着纳米科技的发展和对纳米材料功能特殊性的认识,纳米材料作为添加剂开始越来越多的应用到机械的润滑和抗磨自修复研究中。文中利用PLINT NENE–7型磨损试验机,以中石油兰州润滑油厂生产的中负荷工业闭式齿轮油L–CKC220作为基础油研究了纳米氮化铝、纳米碳化硅和油溶性纳米铜合金作为添加剂对GCr15/1045钢摩擦副滑动摩擦磨损特性的影响。分析不同纳米材料对摩擦因数曲线、磨斑形貌(SEM)及EDX能谱分析图的影响,结果表明：3种纳米添加剂均能使摩擦副的摩擦因数明显降低;纳米氮化铝和油溶性纳米铜合金作为添加剂具有良好的减摩和抗磨性能,分别使摩擦系数降低33.3%和28.6%,并能非常明显的沉积在摩擦副表面;纳米碳化硅的性能较差。     

微纳米层状硅酸盐矿物润滑材料的摩擦学性能研究

对微纳米层状硅酸盐矿物粉的摩擦学性能进行了研究.将微纳米层状硅酸盐矿物质量比为0.5%分散在汽油机润滑油SJ10W/40中,利用摩擦磨损实验机考察其减摩抗磨及自修复性能,与润滑油SJ10W/40进行对比.采用扫描电子显微镜(SEM)分析试样磨痕表面的形貌和元素组成,并进行了EDS能谱分析.试验结果表明:与润滑油SJ10W/40相比,含层状硅酸盐矿物油样润滑的摩擦副,摩擦因数降低了71.6%.SEM分析表明磨痕处有着与基体材料不同的修复区域,该修复区域沉积着Si、Mg等元素.这些说明微纳米层状硅酸盐矿物润滑材料具有优良的减摩抗磨和自修复性能.     

改性纳米坡缕石在油润滑中的减摩抗磨性能研究

目的探索不同改性剂对纳米坡缕石的表面修饰效果,探究其在油润滑中的减摩抗磨和自修复机理。方法以油酸和钛酸酯作为改性剂对纳米坡缕石进行表面修饰,采用沉降法和透射电子显微镜(TEM)表征改性效果。将选择的改性剂和纳米坡缕石放入球磨机内在线修饰,制备成润滑油添加剂并将其超声分散于纯基础油150N中,形成润滑油分散体系。采用环-盘式摩擦磨损试验机对其摩擦性能进行考察,通过金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱仪(EDS)进行微观结构观察与分析,并探究其润滑及自修复机理。结果采用油酸修饰的纳米坡缕石满足润滑油行业的要求,可显著改善润滑油的摩擦学性能。与纯基础油相比,当添加剂含量为3.0%时,45#钢摩擦副磨损表面形成了一层含多种元素的复合陶瓷自修复膜,平均摩擦系数降低了31.3%,磨损量减少了16.0%。结论纳米坡缕石添加剂可随油液流动智能吸附于摩擦界面,阻止摩擦副之间的直接接触,产生纳米滚珠效应。同时,随着界面滑动发生摩擦化学反应生成自修复膜,填补犁沟和划痕,在纳米滚珠和自修复膜共同作用下达到减摩抗磨的效果。     

表面修饰纳米硼酸钙的制备及摩擦学性能

制备了表面修饰油酸的纳米硼酸钙添加剂,利用XRD、TEM和IR对其形貌及结构进行了表征,采用离心分离法考察了纳米硼酸钙在润滑油中的稳定性,在四球摩擦磨损试验机和SRV试验机上考察了油品的抗磨减摩性能,并用X射线光电子能谱(XPS)探讨了其润滑机理.结果表明:纳米硼酸钙添加剂具有良好的分散性、稳定性和抗磨减摩性能;沉积膜和反应膜的生成对抗磨减摩性能有决定作用.     

纳米锑颗粒粒径对润滑油摩擦性能的影响

采用硅烷偶联剂KH-570作为表面分散剂,利用机械球磨法制备了不同粒径的纳米锑颗粒,将其分散到900SN基础油中,在CFT-1型材料性能测试仪上进行往复式摩擦实验,考察其作为润滑油添加剂的摩擦学性能。采用SEM和EDS分析了45钢钢盘磨损表面的形貌和化学成分。结果表明:纳米锑颗粒以微观填充与黏着的机制对磨损表面起到修复作用。随着纳米锑颗粒粒径的减小和摩擦载荷的增大,试验润滑油的减摩、抗磨效果越明显。其中,含粒径为40 nm的锑颗粒润滑油在高载荷下表现出优异的减摩与抗磨性能。     

纳米颗粒的抗磨作用及作为磨损修复添加剂的应用研究

用化学修饰法合成了在润滑油中具有良好分散性能的二烷基二硫代磷酸（DDP）表面修饰铜Cu纳米颗粒（简称Cu-DDP)和DDP表面修饰LaF3纳米颗粒（简称LaF3-DDP),考察了它们作为润滑油添加剂的减摩、抗磨作用和承载能力,研究了它们的抗磨损和润滑机理。研究发现,Cu-DDP和LaF3-DDP纳米微粒具有良好的抗磨损性能,优异的极压性能,可以显著地提高基础油的失效负荷,尤其在高载荷条件下,比商品添加剂二烷基二硫代磷酸锌（ZDDP）具有更好的润滑性能。SEM和XPS分析表明,纳米Cu-DDP和LaF3-DDP作为润滑油添加剂主要形成和由Cu或LaF3的沉积膜及硫、磷与金属反应生成的摩擦化学反应膜共同组成的复合边界润滑表面膜从而具有抗磨损和抗极压性能。     

风力发电机传动系统的润滑油改性

利用基液置换法,将稳定性较好的磁流变体作为润滑油添加剂,以合理的配比加入到润滑油中,并对合成后的润滑油进行黏度测量及摩擦性能测试。由于稳定的磁流变体具有较宽的使用温度范围,良好的抗沉降团聚稳定性能,以及良好的润滑抗磨损性能,可以作为润滑油的添加剂,以适当提高润滑油黏度,降低磨损。实验及测试结果表明,磁流变体添加剂质量分数在3%~5%之间,最大无卡咬负荷为80kg~100kg,磨斑直径为0.48mm~0.51mm。稳定的磁流变体可以应用于风力发电机传动系统中的润滑,且添加剂质量分数在3%~5%的范围。     

胆碱氨基酸离子液体水润滑添加剂的原位制备及性能研究

目的研究原位制备胆碱氨基酸离子液体水润滑添加剂的摩擦学性能、物理化学性能及其毒性。方法以氨基酸和胆碱为原料,在去离子水中原位制备7种氨基酸离子液体水润滑添加剂([Ch][AA] ILs)。以去离子水为对照样,对其摩擦学性能、物理化学性质进行系统研究。以传统离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(L-B104)为对照样,绿藻和海虾作为实验对象,对其水生生物毒性进行评价。结果添加不同种胆碱氨基酸离子液体添加剂后,水溶液的运动黏度明显增加,并且呈现出递增的趋势。浸泡在含400 mmol/L胆碱氨基酸离子液体的水基润滑剂中时,铸铁棒条的腐蚀极为轻微。作为润滑剂使用时,测试原位制备的胆碱氨基酸离子液体水基润滑剂的浓度为400 mmol/L时的减摩抗磨性能,其摩擦系数都比水小。毒性试验显示,[Ch][AA]ILs的半抑制浓度(EC50)和半致死浓度(LC50)值远远大于L-B104。结论与去离子水相比,以胆碱氨基酸离子液作为水润滑添加剂,在钢/钢摩擦副上表现出优异的润滑性能。其中,含有芳杂环的[Ch][Trp]具有最优异的减摩抗磨性能,其摩擦学系数和磨损体积最小。这可能归因于芳杂环的引入使得含有该离子液体添加剂的水溶液黏度显著增大,在摩擦过程中能够形成更牢固的润滑保护膜,从而使该氨基酸胆碱离子液体具备优越的减摩抗磨性能。在毒性试验中发现,氨基酸胆碱离子液体水润滑剂的毒性远小于传统离子液体(L-B104),对试验生物体基本无毒害作用。     

Tribological performance of organic cadmium compound as lubricant additive

The oil-soluble cadmium dipropyldithiophosphate additive was synthesized. A four-ball tester was used to evaluate the tribological performance of the additive in a mineral oil under different loads and lubricant grease synthesized compared with some commercial additives. The results show that it exhibits excellent antiwear and load-carrying capacities and is better than other additives. The surface analytical tools such as scanning electron microscope (SEM) with energy dispersive X-ray (EDX), X-ray photoelectron spectrometer (XPS) were used to investigate the topography, the compositions, and chemical states of some typical elements on the rubbing surface of worn scar.Smooth and light topography of worn scar further confirms that the additive shows good antiwear capacities. The results of EDX and XPS analyses indicate that tribochemical mixed protective films consisting of atomic cadmium, sulphides, sulphates and phosphates are formed on the rubbing surface, which contribute to improving the tribological properties of lubricant and grease. Particularly, the soft cadmium film formed plays an important role in improving antiwear properties of oils. Finally, antiwear mechanism of the additive and formation scheme of atomic cadmium was proposed.     

车辆润滑油极压抗磨添加剂的性能及其复配效应

现代科学技术的进步，使机器设备正朝着高速、重载和高精度方向发展，而润滑油品的质量是决定机器设备运行可靠性和延长其使用寿命的重要因素之一，而改进润滑油添加剂的性能并开发其复配技术，则是提高油品质量的关键。本文就一些常见的极压抗磨剂的性能，与其他添加剂之间的复配效应以及在边界润滑和混合润滑状态下，与摩擦表面形成的化学保护膜的形、价态、结构等特性进行了分析和归纳，并提出系统地研究添加剂间的复配效应以及与不同摩擦副材料、改性层、涂层间的协同效应，是今后应值得重视的课题。     

三维石墨烯作为润滑油添加剂的抗断油性能研究

目的设计三维网状石墨烯(3D framework carbon, 3DFC)作为PAO-6基础油添加剂,改善基础油的摩擦磨损性能,提高基础油的抗断油能力。方法使用十八胺修饰得到亲油的3DFCs,将0.001g 3DFCs粉末添加到10 g PAO基础油中,超声分散30 min,得到稳定分散的3DFCs润滑油。利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、能量分散X射线仪(EDX)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和拉曼光谱仪(Raman)分析了3DFCs的微观形貌和结构。利用CSM摩擦试验仪器评估了3DFCs作为基础油添加剂的摩擦学性能,并用扫描电镜、拉曼光谱对磨斑及磨痕成分进行了分析。结果经十八胺修饰的3DFCs的亲油性得到提高,可在PAO-6基础油中稳定分散。3DFCs作为PAO-6基础油添加剂(0.01%),在非断油摩擦情况下,其磨损率较PAO-6基础油降低了约1个数量级,而较0W-50机油并未降低。在断油摩擦情况下,PAO-6基础油和0W-50机油易发生摩擦失效,3DFCs润滑油能保持平稳有效摩擦,其抗断油性能最优。结论具有三维结构、石墨层间距大、润滑性能优异的3DFCs作为润滑油添加剂,具有良好的抗断油能力,可以有效地保护摩擦部件免遭损坏。     

Study on Friction Reducing and Anti-wear of CaCO_3 Nanoparticles as Additives in Lubricating Oils

THE NANOMETER PARTICLES?100nm)aremetastable materials that lie between macroscopicalmaterials and atoms or molecules with thecharacteristics of little size effect,quantummeasurement effect,surface effect and macroscopicalquantum tunnel effect etc.,thus demonstrating somespecial properties.Recently,much attention has beenpaid to the application of nanometer particles due to itsspecial properties,such as low melting point,low bulkdensity and large specific surface area.For example,owing …     

烷氧基硼酸镍的摩擦学性能

合成了油溶性的十二烷氧基硼酸镍 ,利用四球试验机和环块摩擦磨损试验机评价了其抗磨减摩性能 ;采用X射线光电子能谱仪 (XPS)分析了磨斑表面主要元素的组成和价态。实验结果表明 ,十二烷氧基硼酸镍添加剂使 5 0 0SN基础油的承载能力得到明显改善 ,其抗磨性能明显提高 ,摩擦因数明显降低 ,且在 5 0 0N时的摩擦因数较 30 0N时更低 ;结合XPS分析可推断添加剂的作用机理是添加剂在摩擦过程中发生了摩擦化学反应 ,并在摩擦副表面生成了含NiO ,B2 O3 ,Fe2 B以及FeB的复合润滑膜 ,有效地提高了基础油的抗磨减摩性能     

304不锈钢表面单层/多层TiN基涂层制备及耐磨蚀性能研究

目的探究钢基表面TiN基涂层在海洋环境中的耐磨蚀性能。方法采用电弧离子镀技术,在304不锈钢和单晶硅表面分别沉积TiN、TiBN、TiBN/TiN涂层,并对3种涂层样品的表面–截面形貌、摩擦系数、在人工海水中的电化学性能和摩擦腐蚀行为进行测试。结果形貌表征和干摩擦测试结果显示,TiBN和TiBN/TiN涂层有着比TiN柱状晶更加致密的微观结构,3种涂层的摩擦系数相差不大,比304SS的摩擦系数低。在人工海水环境中的电化学测试结果表明,TiBN/TiN涂层的耐腐蚀性能最佳,TiBN涂层次之,TiN涂层则表现出比304不锈钢基底更差的耐腐蚀特性。在发生摩擦腐蚀的过程中,3种涂层的电位（OCP）均发生了下降。结论利用电弧离子镀技术在304不锈钢表面沉积的单层/多层TiN基涂层,在人工海水环境下,发生的摩擦会增加涂层发生腐蚀的趋势,结构致密,表面易形成钝化膜的涂层,其耐磨蚀性较好。     

铜纳米添加剂的制备及其摩擦学性能分析

采用KBH4液相还原法制备了纳米铜颗粒,通过X射线衍射和透射电镜分析,得出所制备的纳米铜颗粒的粒径约为20nm的圆球形颗粒。分析了表面修饰的纳米铜颗粒作为润滑油添加剂的摩擦学性能和作用机理,结果表明纳米铜的加入,能在磨损表面形成一层润滑性的铜膜,从而能够有效地改善润滑油的抗磨减摩性能,降低润滑油的摩擦因数,减小摩擦副的磨损量,并得出纳米铜添加剂的最佳用量。