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。     

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。     

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。     

纳米SiO_2润滑添加剂的摩擦学性能及其抗磨减摩机理研究

研究了纳米SiO_2作为润滑油添加剂的摩擦学性能及其与MoDDP的协同作用,并通过SEM,EDS,XPS等手段对磨斑表面进行分析,探索了纳米SiO_2的抗磨减摩机理。结果表明,当纳米SiO_2加入量(w)为0.5%时,润滑油的摩擦系数和磨斑直径分别比基础油降低30.6%和35.5%,显著提高了基础油的抗磨减摩性能。纳米SiO_2与MoDDP具有良好的协同作用。纳米SiO_2的抗磨减摩机理为:在摩擦副表面沟槽部位纳米SiO_2和MoDDP膜起填补作用;在凸处,纳米SiO_2起微"滚动轴承"作用,MoDDP在摩擦能量作用下分解为软的MoS_2并沉积在摩擦副表面,以上综合作用减小了摩擦,修复了摩擦副表面,从而提高了润滑油的抗磨减摩性能。但随着时间的延长,SiO_2对MoS_2沉积膜又具有轻微的刮擦作用。     

纳米粒子WS2和MoS2作为润滑油添加剂的摩擦学性能实验研究

在四球摩擦磨损试验机上,研究WS2、MoS2单一纳米粒子及WS2-MoS2混合纳米粒子作为润滑油添加剂的摩擦学性能,用倒置金相显微镜观察摩擦副的磨痕表面形貌,用扫描电镜-X光电子能谱仪分析磨斑表面主要元素的化学状态,用分析式铁谱仪对磨损试验后的油样进行铁谱分析。结果表明：两种纳米粒子添加剂均具有优良的摩擦学性能,原因在于润滑后摩擦副表面混合膜的存在,改变了表面的主要磨损机制,从而使润滑油表现出良好的抗磨、减摩和极压性能。相比单一的纳米粒子,含WS2-MoS2混合纳米粒子的润滑油极压性能较差,但具有更好的抗磨减摩性能。     

磁场对含丁辛基二硫代磷酸锌润滑油的润滑增效作用

在四球摩擦磨损试验机的摩擦接触区域外加磁场,考察了有、无磁场作用下150SN基础油和含不同质量分数的丁辛基二硫代磷酸锌（T202） 润滑油的摩擦学特性。用扫描电子显微镜（SEM）和X射线光电子能谱仪（XPS）分析了磨斑的表面形貌和典型元素的化学状态,并讨论 了润滑机理。结果表明,磁场作用下含T202润滑油中钢球表面的磨斑直径及其摩擦系数均比无磁场时的小,且钢球表面的磨损程度与无 磁场时相比更轻微。XPS分析结果显示,含T202润滑油中的钢球表面形成了由FeSO4,FeS和ZnS等物质组成的摩擦化学反应膜,磁场作用 下钢球表面的O、S、Fe、Zn、P元素的相对原子含量均比无磁场时的高,从而推断磁场对含T202润滑油的润滑增效作用是磁场促进了摩擦化学反应膜的形成和磨损表面的改性引起的。     

电磁效应对含SiO2/SnO2复合纳米粒子润滑油的摩擦自修复特性影响

用四球机考察了添加SiO2/SnO2复合纳米粒子的润滑油在电磁场作用下的摩擦学和自修复性能,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及其典型元素的化学状态,并对抗磨自修复机理进行了初步探讨。结果表明：在磁场作用下,含SiO2/SnO2复合纳米粒子的润滑油润滑下的摩擦副磨斑直径和摩擦系数均比无磁场时小,且自修复效果更加明显。这是由于磁场有利SiO2/SnO2复合纳米添加剂在摩擦副表面沉积,沉积物在摩擦载荷和摩擦热作用下快速熔融铺展,形成具有良好抗磨减摩和修复性能的沉积物膜。     

几种噻二唑二聚体衍生物的摩擦学性能研究

合成了3种噻二唑二聚体衍生物。采用红外光谱仪对其结构进行了表征;用四球摩擦磨损试验机考察了其在蒸馏水中的摩擦学性能;用X射线光电子能谱仪（XPS）分析了磨斑表面典型元素的化学状态。结果表明,添加剂在水中具有优良的承载能力和极压性能,并在一定程度上改善了水的抗磨减摩性能;在摩擦过程中,磨斑表面形成了含氮的吸附膜和含Fe2O3,FeS,FeSO4的化学反应膜,二者协同作用使添加剂在摩擦过程中具有良好的抗磨减摩性能。     

油酸三（2-羟乙基）异氰尿酸磷酸酯对矿物润滑油生物降解性及摩擦学性能的影响

采用润滑剂生物降解快速测定仪和四球试验机研究了制备的油酸三（2-羟乙基）异氰尿酸磷酸酯（简称OHTP）对400 SN矿物基础油生物降性和摩擦学性能的影响,考察了其油溶性,并利用扫描电子显微镜（SEM）和X射线光电子能谱（XPS）分别分析了磨斑的表面形貌及元素的化学状态。试验结果表明：OHTP具有良好的油溶性,明显提高了基础油的生物降解性、极压性能和抗磨减摩性能;XPS的分析表明OHTP在摩擦表面形成了由吸附膜和摩擦化学反应产生的FePO4, Fe3(PO4)2, Fe2O3 及 Fe3O4的化学反应膜组成的复杂的边界润滑膜,从而提高了基础油的极压、抗磨和减摩等摩擦学性能。     

植物油基润滑油添加剂的制备及其摩擦学性能

采用菜籽油与亚磷酸二正丁酯为原料通过自由基加成反应制备了环境友好植物油基润滑油添加剂(PRO)。利用四球试验与SRV微动摩擦磨损试验对比了PRO与磷酸三甲酚酯(TCP)在饱和多元醇酯基础油(3970)中的减摩、抗磨以及极压性能。结果表明,PRO在不同的载荷、浓度、温度等条件下的摩擦学性能均明显优于TCP。PRO优异的摩擦学特性主要得益于其在摩擦过程与金属表面发生摩擦化学反应,生成含有Fe2O3,Fe3O4,FeP与FePO4的边界润滑薄膜,从而起到极压、抗磨的作用。     

Effect of Oleic Acid Tris-(2-hydroxyethyl) isocyanurate Phosphate Ester on Biodegradability and Tribological Performance of Mineral Lubricating Oil

The oil solubility of synthetic oleic acid tris-(2-hydroxyethyl) isocyanurate phosphate ester(abbreviated as OHTP hereinafter) and its influence on the biodegradability and tribological performance of 400 SN mineral oil were investigated on a tester and a four-ball tribotester,respectively,for fast evaluating the biodegradability of lubricants.Furthermore,the morphologies and tribochemical species of the worn surfaces lubricated by OHTP-doped oil were studied by scanning electron microscope(SEM) and X-ray photoelectron spectroscope(XPS).The results indicated that OHTP possessed good oil solubility and could improve obviously the biodegradability,the extreme pressure properties,the anti-wear properties and friction-reducing properties of the 400 SN mineral oil.The analytical results of XPS spectra showed that the composite boundary lubrication films were mainly composed of absorbed films and tribochemical species such as FePO-4,Fe_3(PO_4)_2,Fe_2O_3 and Fe_3O_4,which contributed to improving the tribological performances.     

含硫、硼的改性菜籽油润滑添加剂的制备及摩擦学性能

在菜籽油分子中引入硫和硼，合成了一种新型润滑油添加剂，在四球摩擦磨损试验机上考察其在菜籽油基础油中的摩擦学性能；采用X射线光电子能谱仪观察分析了钢球磨斑表面元素的化学状态。结果表明，该添加剂具有优良的减摩抗磨作用，其润滑作用机理是长链菜籽油分子的载体作用、硼的缺电子性和硫的高反应活性在钢球表面形成了含硫、硼、氧及碳等元素的表面保护膜。     

Study on Tribological Behaviors of Boron-Nitrogen Modified Fatty Acid as Water-Based Lube Additives

A new type of boron - nitrogen modified fatty acid as water base lube additive was prepared and the chemical structure characterized by infrared spectrum. The tribological properties of the additive in water were evaluated by friction testers. The morphographies and tribochemical species of the worn surfaces were analyzed by means of X - ray Photoelectron Spectroscope （XPS）.The results showed that the additive is excellent in increasing load - carrying capacity, anti - wear and friction - reducing abilities of water. The lubrication mechanism is inferred that a high strength adsorption film and a tribochemical reaction film are formed on the rubbing surfaces due to the carder effect of the long chain fatty acid molecules, high reaction activities of nitrogen, electron - deficient orbit of boron and their synergisms.     

甲基二乙醇胺脂肪酸酯提高矿物基础油的生物降解性和摩擦学性能

制备了甲基二乙醇胺正辛酸酯和甲基二乙醇胺油酸酯，采用润滑剂生物降解快速测定仪和四球试验机分别研究了这两种甲基二乙醇胺脂肪酸酯对400SN矿物基础油生物降性和摩擦学性能的影响，试验结果表明甲基二乙醇胺正辛酸酯和甲基二乙醇胺油酸酯明显促进了基础油的生物降解，提高了基础油的摩擦学性能。利用扫描电子显微镜（SEM）、能谱仪（EDS）和X射线光电子能谱（XPS）分析了磨斑的表面形貌及元素的化学状态，试验结果表明这两种甲基二乙醇胺脂肪酸酯在磨斑表面形成了由吸附膜和摩擦化学反应产生的Fe2O3 ，Fe3O4及含氮化合物的化学反应膜组成的复杂的边界润滑膜，从而提高了基础油的抗磨减摩性能。     

羟基化改性菜籽油润滑添加剂对镁合金摩擦学性能的影响

在菜籽油(RO)分子中引入羟基,合成了一种新型的环境友好型润滑添加剂(HORO),并利用红外光谱对其主要官能团进行了鉴定。通过SRV摩擦磨损试验机考察了以菜籽油为基础油、以HORO为添加剂时对钢-镁摩擦副抗磨减摩性能的影响,同时通过X射线光电子能谱对镁合金磨斑表面进行分析,探讨了羟基化改性菜籽油润滑添加剂的抗磨减摩机理,并对生物降解性能进行了评定。结果表明:羟基化改性菜籽油润滑添加剂对钢—镁摩擦副具有优良的极压抗磨和减摩性能,2%的该种添加剂能使镁合金磨损体积从7.8 mm3降低到2 mm3,摩擦系数则从0.054降低到0.043;其润滑作用机理是由于长链菜籽油分子在镁合金摩擦表面进行吸附或发生摩擦化学反应形成了摩擦聚酯膜与镁的氧化膜共同组成的起抗磨作用的润滑膜;生物降解试验表明羟基化改性菜籽油具有优异的生物降解性能。由此推断,研制的羟基化改性菜籽油是一种性能优异的环境友好镁合金润滑添加剂。     

硼氮化大豆油对菜籽油生物降解性和润滑性的影响

通过对大豆油进行化学改性，合成了2种硼氮化添加剂BNS-1和BNS-2，研究了BNS-1和BNS-2对菜籽油生物降解性和润滑性的影响；通过扫描电镜和能谱仪分析了磨损表面的形貌及元素组成。结果表明：BNS-1和BNS-2可提高菜籽油的极压性能，具有较好的抗磨减摩性能，BNS-2的减摩效果优于BNS-1，BNS-1的抗磨效果优于BNS-2；BNS-1和BNS-2对菜籽油的生物降解性影响较小。硼氮化添加剂的润滑机理是硼元素的缺电子性，氮的高反应活性，在摩擦高温条件下，硼与氮发生化学反应，形成化学反应膜，从而提高了基础油摩擦学性能。础油摩擦学性能。