镧掺杂白云母复合粉体的制备及其作为锂基润滑脂添加剂的摩擦学性能

采用机械固相化学反应法制备了镧掺杂白云母（MC）的复合粉体,对复合粉体进行了油酸改性,简记为La-MC。采用SEM,XRD,EDS和FTIR表征了粉体的微观结构。利用四球摩擦磨损试验机考察了MC和La-MC作为锂基润滑脂添加剂的摩擦学性能。结果表明复合粉体中纳米La(OH)3包覆在白云母粉体表面。La-MC和MC作为添加剂均能有效提高锂基润滑脂的减摩抗磨性能,且La-MC复合粉体的摩擦学性能优于MC单体。La-MC优良的摩擦学性能与其磨损表面生成的物理吸附膜和主要成分为Fe2O3 和 SiO2的化学反应膜有关,而镧在摩擦过程中可能主要起催化作用。     

超细锡粉改善锂基润滑脂摩擦学性能研究

为提高锂基润滑脂的摩擦学性能,以超细锡粉为润滑添加剂研究了粉体的加入方式、粒径、加入量及载荷变化对锂基润滑脂摩擦学性能的影响,并采用SEM、EDS等手段对钢球表面磨斑进行分析。结果表明,直接加入超细锡粉体制备润滑脂的摩擦学性能优于分散后加入锡粉体的锂基润滑脂;采用平均粒径为90 nm的超细锡粉、添加量为2%时,锂基润滑脂的摩擦学性能最优。其作用机理在于锡粉在钢球表面具有自修复作用。含超细锡粉的润滑脂更适合在高载荷下工作。     

Zn/(Si、Al)型混合物复合粉体作为润滑添加剂的摩擦学性能研究

在实验室自制锂基脂,以Zn与(Si、Al)型混合物作为锂基脂润滑添加剂,根据加入量不同设计不同的复配方案,利用四球机考察各复合粉体对润滑脂摩擦学性能的影响,并与市场上成品添加剂的摩擦学性能进行比较。利用光学显微镜、能量散射谱仪对钢球磨损表面进行了分析。结果表明:复合粉体比单剂及成品添加剂在锂基脂中的综合摩擦学性能更优异;在588N载荷下,与基础脂相比,添加复配2(0.5%Zn,0.5%(Si、Al))添加剂的润滑脂作用下的钢球磨斑直径及平均摩擦因数分别降低了54.99%、23.62%。由瞬时摩擦因数变化可知,复合粉体能够有效降低摩擦因数的振幅,有利于减少机器的噪声和增强机器运行的平稳性。在长磨过程中,磨损表面形成了一层由SiO2与Zn组成的具有良好摩擦学性能的润滑膜层。     

Zn/(Si、Al)型化合物复合粉体作为润滑添加剂的摩擦学性能研究

在实验室自制锂基脂,以Zn与(Si、Al)型混合物作为锂基脂润滑添加剂,根据加入量不同设计不同的复配方案,利用四球机考察各复合粉体对润滑脂摩擦学性能的影响,并与市场上成品添加剂的摩擦学性能进行比较。利用光学显微镜、能量散射谱仪对钢球磨损表面进行了分析。结果表明：复合粉体比单剂及成品添加剂在锂基脂中的综合摩擦学性能更优异;在588N载荷下,与基础脂相比,添加复配2(0.5%Zn,0.5%(Si、Al))添加剂的润滑脂作用下的钢球磨斑直径及平均摩擦因数分别降低了54.99%、23.62%。由瞬时摩擦因数变化可知,复合粉体能够有效降低摩擦因数的振幅,有利于减少机器的噪声和增强机器运行的平稳性。在长磨过程中,磨损表面形成了一层由SiO2与Zn组成的具有良好摩擦学性能的润滑膜层。     

层状二硅酸钠作为润滑脂添加剂的摩擦学性能

通过四球摩擦磨损实验考察了微米级层状二硅酸钠粉体及改性层状二硅酸钠粉体在锂基润滑脂中的摩擦学性能,应用光学显微镜观察钢球磨斑表面,采用EDX技术对钢球表面元素进行检测。结果表明,在一定的摩擦学环境下,添加质量分数1%的改性层状二硅酸钠粉体能够提高锂基润滑脂的抗磨减摩性能;EDX检测到钢球表面存在层状二硅酸钠的特征元素,说明层状二硅酸钠和钢球表面发生了相互作用,形成了抗磨减摩性能显著的表面润滑层。     

润滑脂中层状二硅酸钠对二硫化钼的替代作用

采用四球摩擦磨损试验机考察了二硫化钼单剂作为锂基润滑脂添加剂的摩擦学性能,并与其和改性层状二硅酸钠的复配体系在润滑脂中的摩擦学性能进行了比较,采用EDX检测了钢球表面的元素。结果表明,添加1%质量分数二硫化钼单剂的润滑脂具有最佳的摩擦学效果,当添加二硫化钼+层状二硅酸钠复配组合,并控制添加总质量分数在1%范围内时,润滑脂在中高负荷下的摩擦学性能好于添加二硫化钼单剂的润滑脂,层状二硅酸钠能部分取代二硫化钼,具有很好的经济性。     

(Si、Al)型混合物作为锂基润滑脂添加剂的摩擦学性能研究

利用四球摩擦磨损试验机考察了(Si、Al)型混合物作为锂基润滑脂添加剂的摩擦学性能;采用光学显微镜、扫描电子显微镜和能量色散谱仪对钢球磨损表面进行表征。结果表明:(Si、Al)型混合物作为锂基润滑脂添加剂能够显著提高基础脂的抗磨能力,但对减摩性能没有明显改善,当载荷为392N和588N、(Si、Al)型混合物添加量(w)为0.5%时,与基础脂相比,(Si、Al)型混合物润滑脂使钢球磨斑直径分别降低22.37%和48.97%,抗磨效果达到最佳;经过表面修饰,(Si、Al)型混合物粉体的油溶性有了一定程度的提高,但表面修饰并未使粉体的摩擦学性能明显改变;在长磨过程中,磨损表面形成了一层由SiO2,Fe2O3,Al2O3组成的具有良好摩擦学性能的润滑膜层。     

(Si、Al)型混合物作为锂基脂润滑添加剂的摩擦学性能研究

利用四球摩擦磨损试验机考察了(Si、Al)型混合物作为锂基润滑脂添加剂的摩擦学性能;采用光学显微镜、扫描电子显微镜和能量色散谱仪对钢球磨损表面进行表征。结果表明： (Si、Al)型混合物作为锂基润滑脂添加剂能够显著提高基础脂的抗磨能力,但对减摩性能没有明显改善,当载荷为392 N和588 N、(Si、Al)型混合物添加量（w）为0.5%时,与基础脂相比,(Si、Al)型混合物润滑脂使钢球磨斑直径分别降低22.37%和48.97%,抗磨效果达到最佳;经过表面修饰, (Si、Al)型混合物粉体的油溶性有了一定程度的提高,但表面修饰并未使粉体的摩擦学性能明显改变;在长磨过程中,磨损表面形成了一层由SiO2,Fe2O3,Al2O3组成的具有良好摩擦学性能的润滑膜层。     

硅灰润滑添加剂在锂基脂中的摩擦学性能研究

利用四球机考察了硅灰润滑添加剂在锂基润滑脂中的摩擦学性能。在588 N载荷下,不论在基础锂基脂中或在成品锂基脂中,添加0.5%的硅灰润滑添加剂均可明显改善锂基脂的磨斑直径,表现出良好的抗磨性能。硅灰对基础锂基脂的摩擦因数改善有限,对成品锂基脂的摩擦因数有负面影响。     

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。     

Preparation and Tribological Properties of Lanthanum-doped Muscovite Composite Particles as Lubricant Additives in Lithium Grease

Lanthanum-doped muscovite(MC) composite particles(hereinafter abbreviated as La-MC) were prepared by the mechanical solid-state-chemistry-reaction method, followed by surface modification with oleic acid. The microstructure of materials was characterized by SEM, XRD, EDS and FTIR. Furthermore, the friction-reduction and anti-wear properties of MC and La-MC as lubricant additives in lithium grease were evaluated using a four-ball friction and wear tester. The results showed that La(OH)_3 nanoparticles were coated on the surface of muscovite. Both MC and La-MC can effectively improve the friction-reduction and anti-wear properties of lithium grease and La-MC presents better tribological properties than MC. The excellent tribological properties of La-MC can be attributed to the formation of the adsorbed La-MC film and the chemical reaction film mainly composed of Fe_2O_3 and SiO_2 on the worn surface, as well as the catalysis of lanthanum element during the friction process.     

噻二唑衍生物摩擦学性能的研究

 合成了一种噻二唑的衍生物，采用四球试验机研究了其在12－羟基硬脂酸锂基脂中作为极压抗磨剂的摩擦学性能。结果表明，添加了噻二唑衍生物的12－羟基硬脂酸锂基脂的减摩性能和抗烧结性能得到明显提高，抗磨性能也有所改善。采用PHI Quantera SXM X射线光电子能谱仪（XPS）、Quanta 200F扫描电镜（SEM）和EDAX 能谱仪(EDS)分析了摩擦表面的特性。结果表明：添加剂在摩擦过程中发生了摩擦化学反应。摩擦化学反应产物在金属表面上形成了一层具有抗磨减摩性能的膜，与金属表面的吸附膜共同作用，有效地降低了基础脂的摩擦磨损，提高了抗烧结能力。     

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。     

茂金属聚α烯烃制备的复合锂基润滑脂摩擦学性能研究

分别以茂金属聚α烯烃(mPAO)和聚α烯烃(PAO40)为基础油、复合锂皂为稠化剂制备复合锂基润滑脂,采用高速往复摩擦磨损试验机考察MoDTC,MoS2,ZnSiO4添加剂及其复配剂对复合锂基脂摩擦磨损性能的影响,用扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)对钢球摩擦副磨斑形貌进行观察和分析。结果表明:在mPAO基础脂中分别加入5%MoDTC,2%MoS_2,4% ZnSiO_4,或1%MoS_2+2% ZnSiO_4时制备的复合锂基润滑脂具有良好的减摩抗磨性能。     

不同维度纳米铜对锂基润滑脂摩擦学性能的影响机制

As an excellent anti-wear and friction-reducing additive, nano-copper has attracted extensive researches and attention in tribology field. However, the existing researches are still limited to zero-dimensional nano-copper, that is, the effect of copper nanoparticles on the tribological properties of lubricants. In this paper, the effects of nano-coppers with different dimensions (copper nanoparticles, copper nanowires and copper nanoplates) on the anti-wear ability and friction-reducing performance of lithium grease were systematically investigated. And the mechanism of interaction between dimension and tribological properties was explained in detail. It is concluded that the tribological properties of lithium grease can be improved by the addition of nano-coppers with different dimensions and the dimension of nano-copper has great influence on its tribological property.     

一种蜡质材料作为润滑脂添加剂的摩擦学性能研究

将黑杨与香花槐叶片蜡质提取物作为润滑脂添加剂，并与石蜡添加剂进行对比；采用MTF-R4000往复摩擦磨损试验机考察蜡质添加剂对复合锂基润滑脂摩擦学性能的影响；使用光学显微镜观察磨痕表面形貌；用能谱仪分析磨痕表面元素分布。结果表明，与石蜡添加剂相比，黑杨与香花槐叶片蜡质材料能够更有效地提高润滑脂的减摩抗磨能力。这归结于蜡质中的烃、醇、酯等成分的共同作用，通过吸附以及化学反应形成了有效保护膜来提高摩擦学性能。     

钠离子交换型层状磷酸锆的合成与摩擦学性能

本文以磷酸氢二钠为钠源合成了钠离子交换型层状磷酸锆材料（Na-α-ZrP）,该方法是一种高效的离子交换方法。分别采用四球摩擦试验机和SRV试验机研究了Na-α-ZrP作为锂基润滑脂添加剂的摩擦学性能,此外,还研究了Na-α-ZrP与ZDDP的协同效果。结果表明,Na-α-ZrP能有效提高锂基脂的减摩抗磨性能,与ZDDP复配后,在高载荷下表现出优异的抗磨性能。使用3D光学轮廓仪、扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线光电子能谱(XPS)观察了磨损表面,提出了其中可能存在的润滑机理。简单高效的合成方法和优越的摩擦学性能使Na-α-ZrP具备成为润滑添加剂的潜在可能。