月桂酸无规共聚醚水溶液减摩抗磨性能试验研究

配制不同质量分数的月桂酸无规共聚醚(Lauric acid random copolyether,LPE)水溶液,使用摩擦磨损试验仪进行钢/铝和钢/钢摩擦副下的减摩抗磨性能试验.分别研究质量分数、载荷和试样表面粗糙度对LPE水溶液减摩抗磨性能的影响,并用三维共聚焦表面形貌仪和能量色散光谱仪分析试样磨痕的表面形貌变化.结果表明,在质量分数为0.5％的LPE水溶液润滑下,其减摩幅度相比纯水润滑已超过65％,LPE水溶液的减摩性能随着质量分数和载荷的增加而提高,随着试样表面粗糙度的改善也得到相应提高.试样磨痕浅而工整,抗磨性能良好.分析原因是LPE水溶液中的极性基团吸附在金属表面而形成了致密的化学吸附膜或物理吸附膜,从而隔离金属摩擦表面而起到了有效的减摩抗磨效果,其中的极性分子具有饱和吸附量,低浓度下就表现出了较好的减摩抗磨性能,获得良好的工业应用.     

含氮硼蓖麻油聚氧乙烯醚水溶液的摩擦学特性

聚醚水溶液是水基润滑液的重要研究方向之一。为改善水的摩擦学性能,选取蓖麻油聚氧乙烯醚系列中的EL-60(Cremophor EL-60)和三乙醇胺硼酸酯(Boric acid triethanolamine, BN)作为添加剂,并对相关溶液进行对比分析研究,同时对两种物质对水溶液摩擦学特性的影响进行了一定论述。EL-60是一种性能良好的表面活性剂,能够充分吸附在金属表面,形成牢固的润滑分子层;BN具有良好的极压性能和防锈性能。配置EL-60水溶液及两种物质混合质量比为1:1的BN-EL-60水溶液,利用MRS-10A型四球试验机对EL-60水溶液以及BN-EL-60水溶液进行减摩抗磨性能试验与极压性能试验、防锈特性研究等。结果表明BN-EL-60溶液在高负荷情况下具有一定性能优势,而低负荷情况EL-60单质溶液则相对优秀;较低浓度的溶液就已经具备较好的减摩抗磨综合性能;加入BN之后溶液的摩擦因数随时间的变化波动增大,溶液摩擦学性能稳定性相对变差;另外,BN的引入能够大大提升溶液的极压性能和防锈性能。BN与EL-60的协同效应并非是单纯协同增效,其性能是随工作负荷的变化而改变的,总体而言,EL-60与BN-EL-60是一类具有良好应用前景的水溶液润滑添加剂。     

含氮硼酸酯添加剂性能研究

合成了四种含氮硼酸酯,对其摩擦学性能和抗腐蚀性能进行了研究,结果表明,B-N添加剂具有优良的抗磨减摩性能和良好的极压性能,同时具有优异的抗腐蚀性能。XPS表面分析表明,B-N添加剂在磨痕表面形成了一层含B2O3、BN、O-Fe-B,氧化铁和有机化合物的复杂保护膜。     

丙二醇无规聚醚与油酸三乙醇胺水溶液的摩擦学性能研究

选取丙二醇无规聚醚（PPE）和油酸三乙醇胺（TO）作为水基润滑改性剂,研究PPE和PPE与TO（PPE TO）混合水溶液的摩擦学性能。利用NGY 6型纳米级膜厚测量仪对2种水溶液成膜性能进行分析,结果表明2种水溶液均具有较好的成膜能力。利用四球试验机对水溶液进行摩擦磨损性能、极压性能和稳定性能分析,使用三维形貌仪对钢球表面磨斑进行分析。结果表明：PPE和PPE TO 2种水溶液均具有良好的减摩抗磨性能,TO的加入使得PPE水溶液减摩抗磨性能进一步提高,最大无卡咬负荷有所增大,极压性能提高。总体而言,PPE和TO协同效果较好,应用前景良好。     

丙二醇无规聚醚与油酸三乙醇胺水溶液的摩擦学性能

选取丙二醇无规聚醚(PPE)和油酸三乙醇胺(TO)作为水基润滑改性剂,研究PPE和PPE与TO(PPETO)混合水溶液的摩擦学性能。利用NGY-6型纳米级膜厚测量仪对2种水溶液成膜性能进行分析,结果表明2种水溶液均具有较好的成膜能力。利用四球试验机对水溶液进行摩擦磨损性能、极压性能和稳定性能分析,使用三维形貌仪对钢球表面磨斑进行分析。结果表明:PPE和PPE-TO 2种水溶液均具有良好的减摩抗磨性能,TO的加入使得PPE水溶液减摩抗磨性能进一步提高,最大无卡咬负荷有所增大,极压性能提高。总体而言,PPE和TO协同效果较好,应用前景良好。     

不同地域云杉表面蜡质的润滑性能研究

分别采集阿拉善地区的青海云杉和双鸭山地区的青仟云杉,提取叶片表面蜡质并用气质联用(GCMS)对提取的云杉表面蜡质进行成分分析。利用MFT-4000摩擦磨损试验机,以合成酯作基础油,云杉蜡质作为添加剂,研究其在钢-钢和钢-铝摩擦副下的润滑性能,考察云杉蜡质成分作为绿色润滑油添加剂的可能性。用光学显微镜观察钢块和铝块表面磨痕形貌,用飞行质谱仪(SIMS)对磨痕表面成分进行分析。结果表明:两种云杉表面蜡质作为添加剂时均能够起到良好的减摩抗磨作用,其润滑机理是蜡质成分中的极性物质与金属表面分子形成吸附膜或反应膜,从而起到减摩和抗磨作用。     

环氧大豆油衍生物作为多元醇酯润滑添加剂性能研究

以环氧大豆油、酸性磷酸酯、酸性硫代磷酸酯为原料制备2种润滑油添加剂。采用SRV试验机研究2种添加剂在三羟甲基丙烷多元醇酯中的减摩、抗磨性能,利用四球试验机测试其最大无卡咬负荷。实验结果表明,2种添加剂质量分数为1%时能够显著降低体系的摩擦因数与磨损体积,磨损体积最低可降至基础油润滑时的1/10。采用扫描电镜与X射线光电子能谱仪对下试盘磨痕表面的形貌及元素化学状态进行表征,结果表明2种添加剂在摩擦过程中与摩擦副表面发生摩擦化学反应生成了铁的氧化物、硫化物和磷化物从而起到良好的减摩抗磨作用。     

丙二醇无规共聚醚水溶液的摩擦学性能研究

选取丙二醇无规共聚醚(Propylene glycol random copolyether,PPE)作为水基润滑液的基础添加剂,研究了PPE水溶液的摩擦学性能。试验中首先利用MRS-10型四球试验机对PPE水溶液进行摩擦磨损性能、极压性能和稳定性能试验研究,试验结果表明PPE水溶液具有较好的减摩抗磨性能和稳定性能,质量分数为10%的PPE水溶液的最大无卡咬负荷(即PB值)在755~784 N之间。然后利用NGY-6型纳米膜厚测量仪对PPE水溶液进行成膜性能研究,结果表明PPE水溶液具备较好的成膜特性,PPE的加入大大提高了纯水的成膜能力,在一定质量分数范围内其膜厚随着水溶液质量分数的增大逐渐增大。总体而言,PPE是一种应用前景良好的水基润滑添加剂。     

环氧大豆油衍生物作为多元醇酯润滑添加剂的性能研究

以环氧大豆油、酸性磷酸酯、酸性硫代磷酸酯为原料制备2种润滑油添加剂。采用SRV试验机研究2种添加剂在三羟甲基丙烷多元醇酯中的减摩、抗磨性能,利用四球试验机测试其最大无卡咬负荷。实验结果表明,2种添加剂质量分数为1%时能够显著降低体系的摩擦因数与磨损体积,磨损体积最低可降至基础油润滑时的1/10。采用扫描电镜与X射线光电子能谱仪对下试盘磨痕表面的形貌及元素化学状态进行表征,结果表明2种添加剂在摩擦过程中与摩擦副表面发生摩擦化学反应生成了铁的氧化物、硫化物和磷化物从而起到良好的减摩抗磨作用。     

纳米固体润滑颗粒对微织构表面摩擦学性能的影响研究

基于RTEC-MFT-5000型多功能磨损试验机,研究了纳米固体润滑颗粒作为润滑油添加剂对微凹坑织构表面摩擦学性能的影响。在研究中,应用NanoFocus共聚焦显微镜观测试样表面微织构形貌,获取磨痕处二维截面轮廓图。借助扫描电子显微镜和能谱仪,对磨损区域微凹坑形貌及磨痕部位微凹坑内外的元素成分进行分析。研究结果表明,添加纳米固体润滑颗粒的润滑油,在不同工况条件下均具有较优的减摩特性,固体润滑颗粒作为添加剂有助于在磨损区域形成一层固体润滑膜,减小摩擦副之间的摩擦因数,提高耐磨性能。含有纳米二硫化钼固体颗粒添加剂的润滑油,其减摩抗磨效果优于含有纳米石墨固体颗粒添加剂的润滑油。表面微织构技术与纳米固体润滑颗粒添加剂相结合,可以表现出更为优异的协同润滑效果。     

烷基咪唑-螯合硼酸离子液体摩擦学性能

以1,3-二癸基咪唑为阳离子,双水杨酸螯合硼酸为阴离子开发一类新型的环境友好螯合硼酸酯-烷基咪唑离子液体n-DICB/i-DICB,采用四球试验机考察2种添加剂在三羟甲基丙烷三油酸酯(PETO)基础中的摩擦学性能,采用SEM、EDX和XANES分析磨损表面的形态和摩擦中形成的摩擦膜的化学成分。结果表明：n-DICB/i-DICB具有优异的综合摩擦学性能,可显著提高可生物降解基础油的减摩、抗磨和极压性能;i-DICB的减摩性能和极压性能优于n-DICB,质量分数2.5%的i-DICB可使PETO的摩擦因数和磨斑直径分别降低33.0%和22.1%,最大无卡咬负荷提高66.6%。摩擦过程中,n-DICB/i-DICB形成了由B₂O₃、Na₂B₄O₇、NaBO₃和BN等混合物组成的致密摩擦膜,这是离子液体具有优异的摩擦性能根本原因。     

Tribological properties of h‐BN nanoparticles as lubricant additive on cylinder liner and piston ring

Friction and wear behaviour of different concentrations of hex‐boron nitride (h‐BN) nanoparticles in engine oil of grade SAE 20W50 were studied at various loads. These tribological studies were conducted using a four‐ball wear test machine and a pin‐on‐disc universal tribometer. Anti‐wear properties of SAE 20W50 + h‐BN were studied on the four‐ball wear test machine as per ASTM D4172 standard. Friction and wear properties of SAE 20W50 + h‐BN on piston ring and cylinder liner tribo‐pair were studied using the universal tribometer. Nanoparticles of h‐BN mixed in lubricant showed excellent tribological performance. In most of the cases, h‐BN nanoparticles as additive reduced the wear loss by 30–70% at various loads. The minimum value of coefficient of friction (0.0401) was found with SAE 20W50 + 3 wt% of h‐BN at normal load of 100 N. Scanning electron microscopy and Raman spectroscopy were used for characterisation of h‐BN and wear scars. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

聚合物合金的摩擦磨损特性的研究

作者采用了聚合物共混技术研制了ＰＣ＋ＰＴＦＥ，ＰＣ＋ＰＴＦＥ＋ＰＰＳ两类聚合物合金，并对这些材料的摩擦学特性及其机理进行了研究。结果表明，ＰＴＦＥ的添加不仅可以提高ＰＣ的耐磨性，而且还可降低其摩擦系数；适量的ＰＰＳ的添加具有减摩抗磨作用。聚全物及其合金的摩擦特性可由粘着摩擦理论解释，其磨损过程主要受粘着，磨粒和疲劳机理控制。     

氧化镁/氧化锌导电硅脂的性能研究

氧化镁可以提高摩擦表面摩擦膜的致密性,氧化锌也具有优良的抗氧化、抗磨减摩性能。以不同含量的氧化镁和氧化锌为添加剂,二甲基硅油为基础油,聚四氟乙烯作稠化剂,制备导电润滑硅脂,并分别对硅脂的滴点、体积电阻率和摩擦学性能进行测试。结果表明:氧化镁和氧化锌添加剂都可以提高硅脂的滴点、导电性,其中氧化锌作为添加剂的硅脂的滴点高于氧化镁,体积电阻率小于氧化镁;氧化锌和氧化镁添加剂加入能够降低硅脂摩擦因数、减小磨损,且氧化镁作为添加剂表现出更优秀的抗磨减摩性能。XPS分析表明,氧化镁和氧化锌添加剂在摩擦过程中在摩擦表面发生化学反应形成了含Fe、Zn和Mg元素的反应膜,能够填充磨痕表面,起到了减摩抗磨的作用。     

Tribological Performance of Silver Nanoparticle–Enhanced Polyethylene Glycol Lubricants

This article introduces a new type of nanoparticle additive for tribological purposes. A nanolubricant was synthesized and studied that consists of metallic silver nanoparticles suspended in polyethylene glycol (PEG). Silver nanoparticles were prepared directly in liquid PEG by introducing aqueous silver nitrate and subsequent reduction by PEG. The nanolubricant exhibits excellent stability due to poly(vinyl pyrollidone) used as the coating agent. Thorough tribological analysis was performed on the nanolubricant, including rheology, friction, wear, and Stribeck curve analysis. Results show that the nanoparticle additives are capable of reducing both friction and wear at low concentrations. Stribeck curve analysis also revealed that the particles are effective in reducing friction in both the boundary and mixed lubrication regimes. The possible friction and wear reduction mechanism of silver nanoparticles is also discussed in the current work.     

油胺修饰镍纳米粒子在锂基脂中的摩擦学性能*

为提高镍纳米粒子作为润滑脂添加剂的减摩和抗磨能力,采用油胺对其进行修饰以减少团聚,通过SEM、FT-IR和XRD对OA-Ni的微观形态和结构进行了表征,利用四球摩擦试验机和TE77往复摩擦试验机考察表面修饰的镍纳米粒子(OA-Ni)对锂基润滑脂摩擦学性能的影响,并探讨其在润滑脂中的减摩抗磨机制。结果表明:制备的油胺修饰镍纳米粒子呈不规则的圆片状,粒径约为100 nm,在润滑脂中有良好的分散性;经油胺表面改性的镍纳米粒子能有效改善锂基脂的摩擦学性能,抗磨和减摩性能分别提升了36.6%和15%。磨损表面分析结果表明,在摩擦过程中油胺修饰的镍纳米粒子在摩擦表面形成了主要成分为Fe2O3、 Fe3O4、NiO、Ni2O3等金属氧化物的摩擦化学膜,提高了锂基脂的摩擦学性能。     

Surfactant dithiophosphates lubricating oil additives

Abstract

This paper presents a research on the tribological properties and the action mechanisms of surfactant lubricating oil additives, polyalkoxy glycol ammonium salts and O,O,S-triesters of polyalkoxy glycol dithiophosphoric acid. To understand the physicochemical properties of surfactants, polyalkoxy glycol dithiophosphoric acid behaviour both in solution and at metal surfaces are identified and discussed. The STM adsorption on steel surface, four-ball and ball disc tests of friction of water, synthetic and mineral oil solutions studies of these additives are presented. Friction and wear properties are dependent on tribological parameters, chemical structure of the additives and their surface active behaviour in tribological systems. The relationships are presented on the example of additives with different molecular structures and masses.     

N-酰基谷氨酸在矿物油中的摩擦学性能研究

分别在油酸和月桂酸分子中引入氮,合成了2种新型的含氮润滑油添加剂——N-油酰基谷氨酸和N-月桂酰基谷氨酸。利用四球摩擦磨损试验机考察了2种添加剂作为HVI350矿物基础油极压抗磨添加剂时的摩擦学性能,通过测定不同条件下的最大无卡咬负荷和磨斑直径及摩擦因数,分析和研究了载荷、摩擦时间、添加剂含量对矿物油最大无卡咬负荷和磨斑直径及摩擦因数的影响。试验结果表明:2种添加剂均可以明显提高基础油的承载能力和抗磨减摩性能,添加剂N-油酰基谷氨酸在矿物油中的承载能力明显优于N-月桂酰基谷氨酸,而N-月桂酰基谷氨酸对提高矿物基础油抗磨减摩性能的效果好于添加剂N-油酰基谷氨酸。试验还表明添加剂的含量并非越高越好,否则磨斑直径将增大。     

废润滑油/再生润滑油的摩擦学性能

使用可见分光光度计初步评价实验室自主研发工艺处理得到再生润滑油的质量,采用四球摩擦磨损试验机考察再生润滑油的摩擦学性能并与废润滑油、新润滑油进行对比研究,借助扫描电子显微镜对磨斑表面形貌进行观察分析,对再生润滑油的抗磨减摩与润滑机制进行探讨。结果表明,废润滑油摩擦学性能严重下降,较新润滑油摩擦因数升高26%以上,磨斑直径增大58%以上;再生润滑油表现出了优良的减摩抗磨性能,较废润滑油摩擦因数能够降低25%,磨斑直径可减小50%左右,基本达到了新润滑油的水平。