层状硅酸钠改性及摩擦学性能研究

用油酸作为改性剂，运用正交试验设计方法对层状硅酸钠进行改性，确定了最佳改性条件。改性层状硅酸钠作为润滑添加剂加入150SN基础油中，利用摩擦磨损试验机考察其摩擦学性能。试验结果表明：改性层状硅酸钠作为润滑添加剂可以显著提高150SN基础油的摩擦学性能。     

α-层状硅酸钠作为润滑添加剂的减摩抗磨性能

层状硅酸盐具有类似于固体润滑材料MoS2、石墨等的层状结构.前期研究表明,δ相层状硅酸盐表现出较好的摩擦学性能.在此基础上,笔者利用化学合成法,在非水体系中制备出油酸表面修饰的油溶性α-层状硅酸钠颗粒.采用X射线衍射、热重分析和红外光谱表征了合成产物的形貌、结构和组成;采用四球和万能摩擦磨损试验机从点和面两种不同摩擦副接触形式以PB值、长磨磨斑直径D和摩擦因素f等几个方面评价了油溶性α-层状硅酸钠颗粒作为润滑油添加剂在两种不同的基础油(100SN和150SN)和液体石蜡中的减摩抗磨作用.结果表明,所制备的颗粒由无机α-层状硅酸钠核及化学吸附其表面的油酸单分子层组成,在基础油和液体石蜡中表现出较好的分散稳定性;其作为润滑油添加剂,在适宜浓度范围内和一定的载荷下,可以明显增强基础油和液体石蜡的减摩抗磨能力.     

硬脂酸改性层状硅酸钠的摩擦学性能研究

 以硬脂酸作为改性剂，采用超声改性法对层状硅酸钠进行改性，制备了改性层状硅酸钠（改性层硅）用作润滑油添加剂。用沉降体积、光学显微镜、红外光谱和X射线衍射仪等测试手段对改性层硅进行表征，并在摩擦磨损试验机上考察其摩擦学性能，用扫描电子显微镜观察磨痕表面形貌，探讨改性层硅的减摩抗磨机理。分散性试验结果表明，改性层硅在500SN基础油中具有良好的分散稳定性；红外光谱结果表明，改性层硅表面存在有机官能团；X射线衍射结果表明，改性层硅晶体结构与改性前相比没有改变。当改性层硅质量分数为0.6%时，油样具有好的抗磨性能，磨斑直径减小11.5％；当改性层硅质量分数为0.8%时，油样具有好的减摩性能，摩擦系数减小29.7％。     

不同粒径高铝空心微球材料作为润滑添加剂的减摩性能

用硅烷偶联剂WD-10对不同粒径的高铝空心微球表面改性。以改性高铝空心微球(HAHM)作为润滑添加剂,在MMW-1P型摩擦磨损试验机上测定添加不同粒径HAHM的500SN基础油的摩擦系数,考察HAHM添加量、粒径和载荷对润滑油摩擦系数的影响。结果表明,HAHM在500SN基础油中能较稳定分散;HAHM的添加量和平均粒径都对其摩擦学性能有影响,其中添加0.2 %的HAHM-b的500SN基础油的摩擦系数最小,减摩性能最好。     

富勒烯添加剂的摩擦学性能研究

富勒烯(C60)润滑添加剂具有独特的球形结构。对富勒烯在500SN基础油中的摩擦学性能进行了研究,对其摩擦学机理进行了探讨。借助于甲苯,将富勒烯溶于500SN基础油中,用四球机和摩擦力测定装置考察了富勒烯的抗磨损性能,极压性能和减摩性能。在低负荷下(294 N),低含量(100μg/g)的富勒烯可以将500SN基础油的磨斑直径从0.531 mm降低到0.338 mm,降低了36.3%,而在高负荷(490 N)下,高含量富勒烯(500μg/g)可以将500SN基础油的磨斑直径从1.470 mm降低到0.600 mm,降低了59.2%。低含量(≤100μg/g)的富勒烯对500SN基础油的极压性能基本没有影响,而当富勒烯的含量增加到200μg/g及以上时,500SN基础油的最大无卡咬负荷基本没有提高,烧结负荷从1235 N增加到1568 N,提高了一个等级。在低负荷(≤392 N)下富勒烯对500SN基础油摩擦因数的影响不大,而在高负荷(490 N)下能够降低500SN基础油的摩擦因数。富勒烯在低负荷下的抗磨减摩性能一般,但在高负荷下表现出较好的抗磨减摩性能。其机理是非极性的大分子富勒烯不能在摩擦表面形成吸附膜,且还增加了润滑油分子的内摩擦力,在低负荷下使润滑油的摩擦学性能变差。但在高负荷下,具有高抗压性的富勒烯分子能够有效地防止摩擦副表面直接接触,起到抗磨减摩作用。(图9表2参考文献7)     

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。     

稀土La_2O_3在润滑油中的减摩抗磨性能研究

考察了La2O3作为润滑添加剂在400SN基础油中的减摩抗磨性能,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDX)、X-射线光电子能谱(XPS)分析磨损表面,并探讨了摩擦学机理。结果表明:La2O3粒子经油酸改性后在油中的分散性能得到提高;在摩擦试验中,加入未改性La2O3粒子的试油具有较好的抗磨性能,加入改性La2O3粒子的试油具有较好的减摩性能;磨损表面形成的Fe2O3-La2O3合金层使得摩擦过程平稳,抗磨性能增强。     

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。     

几种润滑添加剂的自修复性能研究

利用四球摩擦磨损试验机考察了几种润滑添加剂在润滑脂中的自修复性能,借助光学显微镜、能量色散谱仪、电子天平等对自修复效果进行评价。结果表明,改性层状二硅酸钠与传统添加剂复配体系具有较好的减摩抗磨及自修复效果,尤其在载荷为100 N、转速为800 r/min、温度为60 ℃、摩擦时间为80 min的条件下,具有最佳的自修复效果。添加剂与摩擦表面发生了复杂的物理化学作用,在表面有缺陷的区域（磨损区）沉积,形成了修复表面层。     

稀土La2O3/CeO2复合材料作为润滑油添加剂的减摩自修复性能研究

通过化学合成法制备了稀土La2 O3/CeO2复合润滑添加剂,采用油酸改性使其在油中稳定分散,以400SN为基础油考察了在点、面接触条件下添加剂的摩擦学性能,并探讨了添加剂的减摩自修复机理.试验发现:添加剂具有良好的减摩性能是由于粒子表面包覆的油酸在摩擦表面形成了低剪切强度的润滑膜,同时,添加剂粒子在摩擦表面起到了"微...     

十二烷硫基硼酸镧的合成及摩擦学性能研究

合成了十二烷硫基硼酸镧，利用四球试验机和摩擦磨损试验机评价了其抗磨减磨性能；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合和价态，用扫描电子显微镜（SME）分析了磨斑表面形貌。试验结果表明：在基础油HVI500中加入2％的十二烷硫基硼酸镧时，油的最大无卡咬负荷PB值比基础油增大约60％，不同负荷下的磨擦系数也比基础油在400N的低，十二烷硫基硼酸镧具有良好的抗磨减磨性能，其作用机理是添加剂在摩擦过程中发生分解反应，生成的B2O3和La2O3起抗磨减摩作用。     

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。     

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。     

新型无硫磷有机钼添加剂的制备与摩擦学性能

研制了一种新型无硫磷有机钼润滑油添加剂月桂酸-N-钼酸酯(LNME),采用傅里叶转换红外光谱（FT-IR）表征了其分子结构,在四球摩擦磨损试验机上考察了其在Ⅱ类基础油150SN中的摩擦磨损性能,并通过扫描电子显微镜（SEM）和X射线光电子能谱仪（XPS）对摩擦表面进行了分析,探讨了摩擦学作用机理。结果表明,所制备的新型润滑油添加剂LNME在摩擦副表面能形成吸附膜,部分吸附膜通过摩擦化学反应生成了铁的氧化物、有机氮和MoO_x的摩擦化学反应膜,从而表现出较好的承载能力和抗磨减摩性能。     

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.     

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。     

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。     

Friction and Wear Behaviors of Nano-Silicates in Water

Nano-metric magnesium silicate and zinc silicate with particle size of about 50—70nm were prepared in water by the method of chemical deposition. The antiwear and friction reducing abilities of the nano-silicates,as well as their composites with oleic acid tri-ethanolamine(OATEA) ,were evaluated on a four-ball friction tester. The topographies and tribochemical features of the worn surfaces were analyzed by scanning electron microscope(SEM) and X-ray photoelectron spectroscope(XPS) . Results show that nano-...