超声分散对石墨烯润滑油分散稳定性影响的仿真与实验研究

基于LAMMPS分子动力学模拟石墨烯润滑油在超声环境中的分子运动轨迹,通过分子均方根位移方程,计算石墨烯分子扩散系数,从微观角度揭示了超声分散机理。实验通过调节超声分散机功能参数,改变超声时间和超声功率,将所得石墨烯润滑油混合液进行Zeta电位测量,通过Zeta电位表征石墨烯在润滑油中的分散稳定性。结果显示,石墨烯润滑油的分散稳定性与超声时间和超声功率在一定程度上呈正相关曲线,但当超声时间超过105 min,超声功率超过600 W后,分散稳定性有所下降。     

苦参碱-6、左旋肉碱-柠檬酸离子液体的制备及润滑特性研究

制备苦参碱-6和左旋肉碱-柠檬酸2种离子液体,分析其结构和热稳定性。研究Si_3N_4球与316不锈钢、Al、Cu、Ti 4种金属基体对摩时,2种离子液体作为润滑剂的润滑性能,并与美孚一号润滑油的润滑性能进行比较。结果表明:2种离子液体在不同基体上具有不同的润滑效果,其中左旋肉碱-柠檬酸具有较低的摩擦因数和较高的热稳定性,其润滑下基体表面磨痕较均匀光整且磨损体积小;左旋肉碱-柠檬酸润滑效果较美孚一号润滑油更好,这是因为其在摩擦过程中形成了有效的物理吸附保护膜和摩擦化学反应膜,并生成了更加复杂的含铁化合物润滑涂层,二者共同作用提高了润滑效果。     

油溶性氧化石墨烯的制备及在润滑油中的摩擦学性能

以长链脂肪族十八烷基胺(ODA)为改性剂,对氧化石墨烯(GO)进行表面化学修饰得到改性氧化石墨烯(GO-ODA)。考察GO-ODA作为CD/10W-40润滑油添加剂的分散稳定性,采用红外光谱、X射线衍射谱、扫描电镜和X射线光电子能谱等手段对GO-ODA的结构和形貌进行表征,采用四球摩擦试验机对GO-ODA在CD/10W-40润滑油中的摩擦学性能进行测试。结果表明:通过酰胺化反应可以在GO表面成功接枝ODA,改性后GO在润滑油中分散稳定性显著提高,静止30天没有任何沉淀。摩擦磨损测试发现,质量分数为0.01%的GO-ODA,可使CD/10W-40润滑油的摩擦因数下降16%左右,磨斑直径减小10%;GO-ODA的磨损机制主要表现为塑性变形、黏着磨损和磨粒磨损。     

石墨烯对蓖麻油润滑性能影响的试验研究

新型碳纳米材料石墨烯(Gr)作为添加剂在矿物油中已有广泛的应用研究,但是在植物油中应用研究相对较少。以植物油蓖麻油作为润滑基础油,油酸修饰的石墨烯(mGr)作为添加剂,配制不同质量分数mGr的混合蓖麻油,在四球摩擦试验机上开展混合蓖麻油的润滑性能研究,讨论mGr和蓖麻油相互作用的机制。试验结果发现,功能团修饰后的mGr能够改善蓖麻油润滑性能,含质量分数0.002%mGr的混合蓖麻油润滑下的磨斑直径和平均摩擦因数最低,比纯蓖麻油润滑分别减小14.8%和23.7%,其对应的钢球表面磨损程度最轻;mGr在试验初始阶段与蓖麻油的协同润滑作用不明显,而在中后阶段能改善蓖麻油的润滑性能。     

添加剂对7075铝合金润滑性能影响的研究

选用新型的高分子聚合酯GY25、三羟甲基丙烷单酸酯PRIOLUBE2044、PAG合成酯SGL、氯化石蜡P51NR、磷酸烷基酯360P和二烃基五硫化物RC2540作为润滑添加剂,采用MPX-2000销盘式摩擦磨损试验机,研究不同含量的上述6种添加剂对7075铝合金/45#钢摩擦副润滑性能的影响,并通过扫描电镜(SEM)和能量色散谱(EDS)观察摩擦表面形貌及元素分布。结果表明:在钢/铝摩擦副中,7075铝合金主要表现为黏结磨损;随着添加剂含量的增加,P51NR和360P能显著提高润滑性能,GY25和SGL对润滑性有一定的改善作用,2044的改善效果不明显,而RC2540产生负面影响,增大了铝合金的磨损。     

基于石墨烯及室温离子液体的弓形虫IgM抗体免疫传感器的研制

在玻碳电极表面修饰石墨烯-室温离子液体(GP-BMIMPF6),利用金磁纳米粒子(Au-Fe3O4)对弓形虫抗原(Tg-Ag)的高效固定,构建了用于弓形虫IgM抗体(Tg-IgM)检测的新型电化学免疫传感器.采用循环伏安法(CV)、交流阻抗法(EIS)和差分脉冲伏安法(DPV)进行电化学检测.在优化条件下,响应电流与Tg-IgM的浓度分别在5×10-4～3.13×10-2 AU/mL和3.13×10-2～32 AU/mL范围内呈线性相关,检测限为2.8×10-4 AU/mL.该传感器经外部磁场再生25次后,相对标准偏差(RSD)仅为未再生时的6.8％;血液中可能存在的干扰物对该传感器造成的检测最大偏差小于4.61％;该传感放置24天后进行检测,电流仅下降为最初的91.4％,具有良好的重复性和稳定性,可以应用于血清标本中Tg-IgM的检测.     

离子液体对WS2纳米润滑油摩擦学性能的影响

纳米二硫化钨的润滑性能优异,但由于其在润滑油中易团聚沉降,影响了其在润滑油中抗磨减摩性能的发挥。为改善纳米WS2的抗磨减摩性能,将一种磷酸盐离子液体添加到WS2纳米润滑油中,通过四球摩擦试验机对其摩擦学性能进行测试,采用XPS、EDS和电子显微镜等表征方法对钢球磨损表面进行表征。结果表明：虽然添加离子液体后纳米润滑油的摩擦因数略微上升,但相对基础油,离子液体仍可使其摩擦因数最大降低28%,同时能显著地减小磨斑直径,最大降幅达到了44%。离子液体在摩擦过程中与WS2反应生成PW,该物质作为催化剂加速了摩擦过程中的氧化反应,生成的化合物作为化学摩擦膜减少磨损,提升润滑油抗磨减摩性能。     

不同离子液体润滑条件下BCN薄膜摩擦学性能研究

利用中频磁控溅射技术,分别溅射硼靶和石墨靶,在单晶硅衬底上制备BCN薄膜;采用原子力显微镜(AFM)对薄膜的表面形貌进行分析;在1-正丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(L104)和1-正己基-3-乙基咪唑六氟磷酸盐(L-P206)离子液体润滑条件下,利用CSM摩擦磨损试验机考察BCN薄膜/钢球摩擦副的摩擦磨损性能;利用电化学腐蚀方法考察薄膜在离子液中的耐腐蚀性能.实验结果表明:所制备的BCN薄膜均匀、致密,表面粗糙度小;在离子液体润滑剂润滑下,BCN薄膜表现出良好的抗磨减摩性能和抗腐蚀性能;与L-P206离子液润滑剂相比,BCN薄膜在L104离子液体润滑剂润滑下的摩擦学性能更好,这可能与L104离子液体自身的分子结构及其腐蚀性弱有关.     

石墨烯作为润滑油添加剂的研究进展*

作为环境友好型材料,石墨烯超薄的片层结构、出色的力学性能、优异的耐高温和自润滑等性能使其在润滑油领域备受关注。综述石墨烯、功能化石墨烯(各种有机分子对石墨烯的共价和非共价修饰)和石墨烯与其他纳米粒子(氟元素、金属单质、金属化合物等)的复合材料作为润滑油添加剂的研究进展;归纳总结石墨烯的物理摩擦吸附膜、摩擦化学膜、自修复效应、复合材料滚珠效应等抗磨减摩机制;指出石墨烯添加剂目前研究存在的问题,如不同制备方法或不同功能化的石墨烯在润滑油中的最佳掺量及抗磨减摩性能存在较大的差异,不同结构的石墨烯润滑油添加剂在不同工况和不同润滑域中的抗磨减摩性能和机制研究还不够系统完善,石墨烯、功能化石墨烯、石墨烯复合材料的制备,基于分子动力学的理论设计研究较少;提出石墨烯添加剂研究的发展方向,如建立石墨烯润滑油添加剂结构与抗磨减摩性能关系的大数据模型,采用分子动力学等模型对新型高性能石墨烯润滑油添加剂的分子结构进行理论设计和可控合成。     

油酸类添加剂的润滑性能研究

本文合成了四种油酸类添加剂,用四球机,摩擦磨损试验机测定了它们的润滑性能,同时对其润滑机理进行了理论探讨。     

纳米坡缕石的分散工艺对润滑油摩擦性能的影响

研究了纳米坡缕石的分散工艺对润滑油摩擦性能的影响。结果表明,三种分散工艺均可将纳米坡缕石均匀分散到基础油中。在室温下放置24h后,方案二和方案三出现少量沉淀,方案一无沉淀出现。在摩擦试验条件下,三种方案对应的平均摩擦系数分别为0.06518、0.06688、0.07011。     

碳管分散程度对环氧树脂复合材料的摩擦磨损性能影响

采用浇铸法,制备多壁碳纳米管(MWNTs)/环氧树脂(EP)复合材料,利用M-200摩擦磨损试验机研究了MWNTs含量、分散时间及方式对环氧复合材料摩擦磨损性能影响,通过SEM、TEM分析试样磨损形貌表面、MWNTs分散程度。结果表明:碳纳米管添加量1.5%(质量分数)时,MWNTs/EP复合材料比环氧树脂摩擦因数降低17.8%,磨耗率降低91.7%;加入碳纳米管降低了复合材料粘着磨损与疲劳剥落;延长超声波时间及采用高功率超声波仪器能够有效提高碳纳米管分散程度,提高复合材料摩擦磨损性能。     

合成基润滑油聚α-烯烃低温摩擦润滑性能研究

在低温条件下,润滑油黏度变大,流动性变差,添加剂活性降低,对润滑性能产生显著影响。为研究PAO润滑油的低温摩擦润滑性能,以不同黏度级别PAO基础油为研究对象,采用流变仪MCR302、SRV摩擦磨损试验机,研究PAO润滑油样及添加极压抗磨添加剂的油样在低温条件下的流变性能和磨损润滑性能。试验结果表明：在低温环境下,随着温度降低,PAO油样的黏度急剧增大,黏度越大的油样其受低温条件影响越明显;PAO油样在低温环境下,表现出明显的剪切稀化现象;低温环境使得极压抗磨剂添加剂的活性变低,添加剂并未表现出减摩抗磨作用。因此,低温试验条件对PAO基础油和添加剂的摩擦学性能产生显著影响,阻碍了基础油和润滑油添加剂减摩抗磨作用的发挥。     

润滑油添加剂对聚合物及其复合材料摩擦磨损性能的影响

利用MHK-500型环-块磨损试验机研究了二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)对几种聚合物及其复合材料-金属摩擦副油润滑摩擦磨损性能的影响。结果表明,液体石蜡中的ZDDP对尼龙66(PA66)及聚酰亚胺(PI)-GCr15轴承钢摩擦副的摩擦系数影响不大,但却使聚四氟乙烯(PTEE)及其复合材料-GCr15轴承钢摩擦副的摩擦系数略有降低。PTEE及其复合材料-GCr15轴承钢摩擦副表面的ZDDP吸附膜具有一定的抗磨作用,它大幅度降低了Pb、PbO及MoS     

磁性颗粒含量对磁性液体润滑性能的影响

利用分子动力学模拟的方法研究磁性颗粒含量对磁性液体固液界面润滑性能的影响,建立体积分数为5％、9.6％和14.7％的Fe3O4的磁性液体模型,构建磁性液体固液界面润滑模型,并对润滑模型进行结构优化与退火处理,对优化后的模型进行模拟.模拟结果显示:随着磁性颗粒含量的增大,会使摩擦因数降低,从而提高磁性液体的润滑性能;其中...     

碳黑对MoS2纳米润滑油的摩擦磨损性能影响

以PAO6润滑油为基础油,MoS2为纳米添加剂,制备质量分数为0.02％的纳米润滑油.通过自主研制的缸套-活塞环摩擦实验台,对添加不同浓度碳黑颗粒的MoS2纳米添纳米润滑油的摩擦学性能进行研究;通过电子扫描显微镜(SEM)对缸套表面磨痕进行观察.结果表明,低浓度的碳黑(0.01wt％和0.1wt％)可以进一步改善纳米润...     

磨损条件对轴承钢低温离子渗硫层摩擦学行为的影响

采用低温离子渗硫技术在GCr15钢的表面制备了FeS固体润滑薄膜。在球-盘摩擦磨损试验机上对比研究了GCr15钢渗硫在不同磨损条件(工况和润滑条件)下的摩擦学性能。利用SEM观察分析了磨损表面形貌及成分,利用XPS分析了磨损表面边界润滑膜化合物的价态。结果表明:在改变工况的情况下,转速的增加会使FeS层作用下降,载荷的增加也会降低FeS层抗磨性能,但在一定转速下都存在一个可充分发挥FeS层减摩特性的载荷。使用极压抗磨添加剂不能改善渗硫层的减摩抗磨性能,但选用合适的添加剂可增强渗硫处理件的承载能力,提高其在恶劣工况下的磨损寿命。     

系列磷酸酯水溶性离子液体在水中摩擦学行为研究

基于分子设计的理念,将辛醇、十二醇、十八醇分别与五氧化二磷反应得到不同链长的磷酸酯,再与二乙醇胺反应制备出3种水溶性离子液体润滑添加剂。采用红外光谱分析定性确认添加剂的结构,并应用热重分析3种添加剂的热稳定性。通过四球摩擦磨损试验机评价3种添加剂在水体系中的摩擦学性能。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱(XPS)对磨损表面进行表征分析,探讨其摩擦化学机制。结果表明:3种添加剂的热分解温度较高,分别为130、165、178℃;3种添加剂均能显著提高水体系的减摩抗磨和耐极压性能,且其抗磨和耐极压性能随着链长的增加而增强,这可能与添加剂的吸附能力和反应活性有关,烷基链较长的添加剂更容易吸附在金属表面,高载荷下能更快地与金属发生反应形成边界润滑膜;添加剂在表面形成的反应膜主要由铁氧化物,磷酸铁构成;边界润滑膜的存在提高了水体系的摩擦学性能,丰富了水作为润滑介质的使用场合。     

纳米铜添加工艺对润滑油摩擦学性能的影响

探讨了纳米铜不同分散工艺和添加量对润滑油摩擦学性能的影响。分别采用超声分散和球磨分散工艺，将3种不同工艺制备的纳米铜材料溶于SF15W／40机油中，在T-11摩擦磨损试验机上进行摩擦学性能试验。结果表明，其中一种纳米铜能够提高基础油的减摩性能，采用超声分散比采用球磨分散的减摩性能好。随着纳米铜浓度的增加抗磨性能有明显的提高，分析认为纳米铜在摩擦表面的沉积有利于提高摩擦学性能。     

润滑油添加剂对聚合物材料摩擦磨损性能的影响研究

利用MM－200型磨损试验机考察了ZDDP对聚合物材料（PTFE、PI及MCPA）－GCr15轴承钢摩擦副摩擦磨损性能的影响。研究发现，液体石蜡及含ZDDP的液体石蜡润滑均可大幅度改善聚合物材料的摩擦磨损性能，且使其摩擦系数比干摩擦时降低一个数量级，摩擦副表面的ZDDP吸附膜均在不同程度上提高聚合物材料的耐磨性，但其对聚合物材料的摩擦性能影响不大。