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。     

石墨烯作为锂基润滑脂添加剂的摩擦学性能研究

利用四球机研究了石墨烯和石墨作为锂基润滑脂添加剂的摩擦学性能。采用扫描电镜和X射线光电子能谱研究了磨损表面的微观形貌和表面元素含量及化合态。结果表明石墨烯的添加使锂基润滑脂的摩擦学性能得到的显著的提升,摩擦过程中,摩擦副表面形成了石墨烯的吸附膜和层积膜以及由FeO, Fe2O3, FeOOH和LiOH组成的反应膜,正是这些复合膜的综合作用,使得润滑脂的摩擦性能得到了进一步的提升。     

(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。     

纳米铋/蛇纹石粉复合润滑脂添加剂摩擦学性能及机理初探

 针对纳米复合自修复脂的开发问题,在固定粉体总添加质量分数为3%的条件下,采用四球摩擦磨损试验机研究了纳米铋粉与蛇纹石粉的质量比和载荷对锂基脂摩擦学性能的影响,并通过扫描电子显微镜（SEM）和能谱分析（EDX）探讨了复合粉体在脂中的抗磨减摩机理。结果表明,纳米铋粉与蛇纹石粉复合作为添加剂有利于提高锂基脂的综合摩擦学性能,并且两种粉体的质量比为3∶1时,复合锂基脂在中、低、高载荷下的摩擦学性能最优。该复合粉体提高润滑脂的抗磨减摩机理在于：摩擦副摩擦时,由于纳米铋粉所需要的自修复能量较低,铋粉优先沉积于摩擦副的表面,而粒径较大含量较少的蛇纹石粉体则位于铋粉体之上,两者都起到了自修复的作用,但以铋粉的自修复效果为主。     

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作为锂基脂添加剂的复配性能研究

采用四球摩擦磨损试验机研究钠离子交换型层状磷酸锆（Na-α-ZrP）复配二烷基二硫代磷酸钼（MoDDP）作为锂基脂添加剂的摩擦学性能;借助3D光学表面轮廓仪、扫描电子显微镜、X射线能谱仪及X射线光电子能谱仪分析了钢球磨损表面形貌和化学元素分布及化学状态。结果表明,Na-α-ZrP和MoDDP作为复合添加剂显著提高了锂基脂的极压、减摩和抗磨性能,复合增效性随着载荷的增加而增强;其原因归结于在摩擦副表面形成了Na-α-ZrP物理保护膜和含Mo,S,P等元素的化学反应膜。     

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。     

ZIF-8/ZDDP作为润滑脂添加剂的摩擦学性能

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.     

添加季铵盐离子液体润滑脂的摩擦学性能

以布洛芬为阴离子、季铵盐为阳离子制备了2种环境友好的季铵盐离子液体——三辛基十四烷基铵布洛芬(N88814-Ibu)和三辛基丁基铵布洛芬(N8884-Ibu),然后将其添加到PAO10复合锂基润滑脂(G)中,用四球摩擦试验机考察其摩擦学性能。结果表明,上述季铵盐离子液体添加到PAO10复合锂基润滑脂中表现出优异的减摩抗磨性能。N88814-Ibu-G的减摩抗磨性能优于N8884-Ibu-G,加入的质量分数为3%时,N8884-Ibu-G和N88814-Ibu-G的减摩抗磨性能最佳。EDS谱分析表明,季铵盐离子液体能够显著地降低摩擦磨损是因为在摩擦副表面形成了含N元素的化学反应膜。     

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。     

凹凸棒石润滑脂添加剂对45号钢的微动磨损及自修复性能研究

将不同质量分数经表面有机改性的凹凸棒石粉体分散在基础油中,作为添加剂添加至基础脂中,制备出凹凸棒石含量不同的3号锂基润滑脂。利用SRV微动摩擦磨损试验机考察凹凸棒石在3号脂中的最佳添加量、减摩性、抗磨性与对45#钢的自修复性能,并与未添加该材料的锂基基础脂进行对比。借助电子扫描电镜（SEM）、X射线能谱仪（EDS）、光电子能谱（XPS）分析试样磨损表面的形貌、元素组成及价态。结果表明：基础脂添加不同质量分数凹凸棒石,摩擦系数与磨损率均出现不同程度的下降,当添加量为0.8%时,效果最佳;摩擦表面较基础脂润滑光滑平整,没有明显的磨损特征,并在摩擦表面形成区别于基体材料含元素C、Fe、Mg、Al、O和Si的磨损修复层。     

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。     

添加萘基功能化离子液体润滑脂的摩擦学性能

以三氟甲基磺酰胺为阴离子,萘基功能化咪唑为阳离子,合成了2种萘基功能化离子液体——1-萘甲基-3-甲基咪唑二(三氟甲基磺酰胺)离子液体([NMMIm]NTf₂)和1-萘甲基-3-丁基咪唑二(三氟甲基磺酰胺)离子液体([NMBIm]NTf₂);并将其添加到聚α烯烃(PAO10)复合锂基润滑脂中,采用四球摩擦试验机考察了其摩擦学性能。结果表明：添加萘基功能化离子液体的复合锂基润滑脂在室温(25℃)和高温(100℃)下均能降低摩擦系数、减小磨斑直径,表现出优异的减摩抗磨性能。通过X射线光电子能谱对磨斑表面元素进行分析,结果表明：萘基功能化离子液体优异的摩擦学性能归因于离子液体中的活性元素N、O、P和S与摩擦副表面的Fe元素发生摩擦化学反应形成的摩擦化学反应膜。