硼氮化蓖麻油对菜籽油和矿物基础油摩擦学性能的影响

通过化学改性的方法在蓖麻油分子中引入硼、氮元素,合成出一种新型绿色润滑油添加剂硼氮化蓖麻油(简称BNC);采用四球摩擦磨损试验机考察BNC对菜籽油和400SN矿物基础油摩擦学性能的影响,运用扫描电子显微镜(SEM)和X射线能谱仪(EDS)分析试球磨痕的表面形貌及磨斑表面的化学元素。结果表明:BNC对菜籽油基础油的抗磨减摩性能和极压性能明显优于400SN基础油,这可能是由于BNC分子极性较大,在菜籽油基础油中感受性较好。BNC能在一定程度上提高基础油的承载能力、极压能力和抗磨减摩能力,这可能是由于长链蓖麻油分子的载体作用、硼的缺电子性、氮的高反应活性在摩擦副表面形成复杂的化学反应膜后具有良好的抗磨减摩性能。EDS分析表明,BNC中的B、N功能元素在摩擦副表面有较多的沉积,说明添加剂中的B元素、N元素均参与了摩擦化学反应。     

碳织物增强聚合物基自润滑材料摩擦学性能研究进展

从聚合物基体、组分改性、碳织物增强工艺、材料摩擦磨损机制等方面综述碳织物增强树脂基自润滑复合材料摩擦学研究现状。比较热塑性与热固性树脂基体在该类材料中的应用特点,介绍聚合物本体改性和减摩增强填料改性提高摩擦学性能的各种方法,总结当前摩擦学研究中碳织物增强制备工艺及典型材料的摩擦学性能,指出减摩机制、磨损形式、摩擦温升为该类材料摩擦学性能研究中关注的焦点。温度范围广、力学性能优良、易加工成型、无污染的新型材料与成型工艺为今后碳织物增强聚合物基自润滑复合材料摩擦学研究中的首选。     

磷型极压抗磨剂对双酯摩擦学性能的影响

采用四球摩擦试验机研究磷酸三甲酚酯（T306）和硫代磷酸铵盐（T307）2种磷型极压抗磨添加剂在双酯中的摩擦学性能;采用扫描电子显微镜（SEM）分析钢球磨损表面的微观形貌,采用X射线光电子能谱仪（XPS）分析摩擦表面典型元素的化学状态,进而对摩擦机制进行探讨。结果表明,在所考察的添加剂添加量和载荷范围内,2种添加剂均可不同程度地改善双酯的摩擦学性能,其中,T307在双酯中展现出更为优异的减摩抗磨以及极压性能,其综合性能优于T306。SEM和XPS分析表明,添加剂分子在摩擦副表面发生了复杂的摩擦化学反应,在摩擦表面上形成了复杂的含有S、P、N等元素的边界润滑膜,从而起到一定的降低摩擦磨损的作用。     

邻苯二甲酸酯类润滑基础油摩擦学性能

在UMT-2型微摩擦试验机上分别测定邻苯二甲酸二异丁酯、邻苯二甲酸二正戊酯、邻苯二甲酸二正辛酯、邻苯二甲酸二异辛酯、邻苯二甲酸二壬酯、邻苯二甲酸二异癸酯在5~98 N载荷下的摩擦学性能。实验结果表明：在不同的载荷下,随着试验时间的延长,6种酯的摩擦因数都呈现下降趋势;邻苯二甲酸二异癸酯平均摩擦因数在各载荷下都最小,但是在低载荷下（5 N左右）波动较大;同一载荷下,直链酯的平均摩擦因数随着碳链长度的增加而降低,支链酯的平均摩擦因数变化无明显规律;同种酯的磨斑直径随载荷的升高而增加;同一载荷下,不同碳链长度的酯的磨斑直径变化没有明显的变化规律,醇碳链的延长并不能有效地控制磨损。     

生物柴油中不饱和脂肪酸甲酯对内燃机油摩擦学性能的影响

为研究生物柴油中的不饱和组分对内燃机油的影响,在内燃机油中分别加入不同比例的不饱和脂肪酸甲酯和硬脂酸甲酯,通过四球摩擦磨损试验机考察不饱和脂肪酸甲酯对内燃机油减摩抗磨性能的影响,利用光学显微镜对磨损形貌进行分析。结果表明,不饱和脂肪酸甲酯在一定程度能够改善对内燃机油摩擦学特性,且随着不饱和脂肪酸甲酯含量的增大,内燃机油的减摩抗磨性能表现为逐渐增加的趋势;加有不饱和脂肪酸甲酯和硬脂酸甲酯的内燃机油氧化后摩擦学特性降低,且含不饱和脂肪酸甲酯的内燃机油氧化后摩擦学特性下降更为显著。     

钛基脂皂分子结构对其摩擦学性能的影响

采用实验室制脂釜制备出苯甲酸和癸二酸组分钛基脂,考察钛基脂的摩擦磨损性能及承载能力,分析皂分子结构和钛基脂摩擦学性能的关系。利用扫描电子显微镜(SEM)观察钢球的磨斑表面形貌,并用X射线光电子能谱(XPS)分析钢球磨斑表面元素含量,利用红外光谱分析表征钛基脂皂分子结构。结果表明:钛基脂摩擦学性能主要取决于钛基脂皂分子结构;含苯环结构苯甲酸组分钛基脂的抗磨特性优于癸二酸组分钛基脂,而他们的减摩特性和极压性能相同;2种钛基脂润滑下钢球主要的摩擦特征为黏着磨损。含苯环结构的苯甲酸组分钛基脂具有较好抗磨性能主要原因为在摩擦表面上生成了较厚含钛元素的化学沉积膜。     

温度对类富勒烯碳氮薄膜微观结构与摩擦学性能的影响

采用直流反应磁控溅射分别在200、250、300和350℃条件下沉积类富勒烯碳氮薄膜,利用X射线光电子能谱(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)表征薄膜的微观结构形貌,采用薄膜综合性能测试仪以及通过大气球盘摩擦试验研究薄膜的力学性能及摩擦学性能。结果显示:制备的类富勒烯CN_x薄膜中存在sp~2C-C、sp~2N-C和sp~3C-N化学键;随着沉积温度的升高,薄膜的结构变得更加致密,硬度、弹性模量以及弹性恢复系数逐渐增大,摩擦因数和磨损率降低;沉积温度为350℃制备的薄膜摩擦因数和磨损率最低,表现出优异的耐磨损性能。     

玻璃和碳纤维含量对树脂基摩擦材料摩擦学性能的影响

采用腰果壳油改性酚醛树脂为基体,添加不同比例的碳纤维和玻璃纤维,利用热压烧结的方式制成摩擦材料。利用环-块摩擦磨损实验机与高速钢配副研究摩擦材料在不同制动条件下的摩擦学性能。研究结果表明:碳纤维和玻璃纤维的总量一定时,随着玻璃纤维的含量增加,摩擦材料的摩擦因数随之增大;而相应的磨损率先减少后增大;在摩擦过程中,摩擦材料极易在磨损表面形成一层致密的摩擦膜,摩擦膜的产生降低了摩擦材料的摩擦因数和磨损率,且在高速条件下,摩擦膜更容易形成;当玻璃纤维和碳纤维的质量分数分别为8%、9%时,摩擦材料表现出最好的摩擦学性能;玻璃和碳纤维填充摩擦材料的磨损机制主要为黏着磨损。     

基体偏压对CrN涂层结构和海水环境摩擦学性能的影响

采用多弧离子镀技术,在不同偏压(0~-100 V)下在316 L不锈钢基体上沉积CrN涂层,通过球-平面往复式摩擦磨损试验机研究基体偏压对涂层结构和海水环境下摩擦学性能的影响。结果表明:随着偏压的增大,涂层结构变为更加致密,涂层硬度先增加后基本稳定;随着偏压的增大,涂层与316L基体的结合力先增大后减小,偏压为-50~-75 V时涂层有最好的结合力;在海水环境下,涂层具有很低的摩擦因数(0.2~0.3),并随着偏压升高而降低;随着偏压的增大涂层的磨损率先减小后增大,偏压为-50~-75 V时涂层的磨损率较低。偏压为-50~-75 V时制备的涂层具有最好的综合机械性能。     

固化剂对黏结润滑涂层摩擦学性能的影响

以环氧树脂为胶黏剂,聚四氟乙烯、石墨、二硫化钼为固体润滑剂,采用二氨基咪唑三嗪络合物(HT110)和二氨基二苯砜(DDS）2种不同的固化剂制备黏结固体润滑涂层,并在HDM-20端面摩擦磨损试验机上考察2种黏结固体润滑涂层在干摩擦条件下的摩擦磨损性能。结果表明：使用HT110固化剂可以获得更合适的表面组织结构,使黏结固体润滑涂层具有更好的减摩性,更高的耐负荷极压性;固化剂含量对涂层性能的影响显著,当HT110固化剂质量分数为6%~8%时,黏结润滑涂层的摩擦因数最低,具有最好的耐磨和高承载性能。     

不同维度碳纳米颗粒对汽轮机油摩擦学性能的影响

为探究不同维度碳纳米颗粒对汽轮机油摩擦学性能的影响,用静置沉淀法评定汽轮机油中碳纳米颗粒分散稳定性,利用四球机和梯姆肯试验机以及扫描电子显微镜等试验装置评价3种常见维度的碳纳米颗粒(即零维的富勒烯(以C60为代表)、一维的碳纳米管(CNTs)、二维的还原氧化石墨烯(RGO))在汽轮机油中减摩抗磨效果.结果表明:RGO在...     

载荷和转速对HDPE多元复合材料摩擦学性能的影响

为改善高密度聚乙烯(HDPE)的力学性能、自润滑性和耐磨性,以HDPE为基体,通过填充六钛酸钾晶须(PTW)、聚四氟乙烯(PTFE)和滑石粉制备一种HDPE复合材料.在MMW-1型摩擦磨损试验机上测试复合材料在不同载荷和转速下的摩擦因数、磨损率,采用扫描电镜(SEM)分析磨痕形貌,探讨HDPE复合材料的摩擦磨损规律.结...     

脂肪酸咪唑啉衍生物对YG8硬质合金的摩擦学性能研究

以6-氨基己酸与二乙烯三胺(DETA)、三乙烯四胺(TETA)和四乙烯五胺(TEPA)为原料,分别合成3种水溶性咪唑啉类衍生物。通过MMW-1B立式万能摩擦磨损试验机检测3种衍生物作为水基润滑剂对YG8硬质合金的摩擦学性能,利用SEM考察YG8钢球的磨损表面形貌,并用vk-9700激光共聚焦显微镜、EDS和XPS分别对对YG8钢球磨斑进行3D测试、元素分布分析和化学成分分析。结果表明:所合成的3种添加剂都具有很好的承载能力、水溶性和减摩、抗磨性能,并且以TEPA链的添加剂的抗磨效果最好,TETA链的添加剂的减摩性能最好;在摩擦过程中,添加剂在YG8钢球表面发生物理、化学吸附,形成一层有机氮保护膜,其中高含氮量比低含氮量咪唑啉添加剂的磨损表面更加光滑,减摩和抗磨性能最好。     

纳米SiC含量对Fe/WC金属陶瓷涂层组织及性能的影响

在等离子喷涂Fe基WC涂层的表面预置不同厚度的纳米SiC粉末,通过激光重熔工艺制备出不同纳米SiC含量的涂层。利用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)对重熔层的金相组织、微观形貌、相成分进行分析;利用显微硬度仪测试重熔层的表面和截面显微硬度;利用MMG-10型摩擦磨损试验机检测重熔层的耐磨性能。结果表明:随着纳米SiC含量的提高,重熔层的晶粒细化程度提高,孔隙的尺寸和数量降低,重熔层中CrSi_2、Cr_7C_3等硬质中间相增加,并且生成的新相(Fe_2Si、CrSi)也随之增多;涂层的显微硬度和耐磨性能也随着纳米SiC的增多而提高。     

润滑介质对织构化表面摩擦学性能影响的实验研究

采用纳秒激光烧蚀技术在铍青铜盘试样表面加工3种不同参数圆形微凹坑织构,选用石油装备中常用的低黏度L-CKD150润滑油和高黏度复合锂基润滑脂为润滑介质,开展不同润滑环境下销-盘摩擦学实验,对比分析L-CKD150润滑油和复合锂基润滑脂对织构表面摩擦磨损性能的影响差异。实验结果表明:2种不同润滑环境下,合理参数织构均可有效提高表面润滑性能、减少摩擦磨损;润滑介质对织构表面摩擦磨损性能的影响差异与接触压力有关,接触压力较低时,L-CKD150润滑油润滑性能优于复合锂基润滑脂,接触压力较高时则复合锂基润滑脂润滑性能更优;相同工况下,相比于L-CKD150润滑油润滑,复合锂基润滑脂润滑时最优织构直径更大。     

稀土元素含量对铝合金显微组织和性能的影响

制备了不同稀土(RE)元素含量的铝合金铸锭,对其进行均匀化处理后再进行形变热处理,研究了RE含量对其显微组织、力学性能、导电率和耐热性能的影响,最后分析了RE的作用机理及存在形式。结果表明:适量RE的加入能细化铸态合金的晶粒尺寸,但对形变热处理后的组织没有显著影响;RE会降低合金的峰值硬度,提高合金的导电率,当RE的质量分数超过0.1%时会降低合金的拉伸性能;RE能够改善合金的耐热性;RE在合金中主要以β相(AlCuREFeSi)的形式存在。     

石墨增强的聚酰亚胺复合材料摩擦学性能研究

利用SST-ST销/盘摩擦试验机,研究质量分数15%石墨增加的聚酰亚胺复合材料在68#液压油介质中的摩擦磨损行为。结果表明：聚酰亚胺复合材料摩擦因数随摩擦时间的增加有减小趋势;平均摩擦因数随PV值的增加而减小;磨损率随PV值的增大呈现先减小后增大的变化趋势;磨损机制在低PV值条件下主要为磨粒磨损和材料塑性变形,随PV值的增加,磨损机制逐渐转变为以黏着磨损为主。     

能量输出幅度对冷焊修复层组织性能的影响

采用脉冲冷焊修复技术,对45#钢基体进行再制造修复,制备Q345改性层,并研究能量输出幅度对修复层质量的影响。使用金相显微镜、扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射以及显微硬度计,研究基体与修复层结合区域的相组织、微观结构、元素扩散以及硬度分布情况。结果显示:修复后结合界面热影响区(HAZ)很小,基体与修复层结合面处出现明显的熔合区域,结合界面发生了元素扩散行为,并且存在γ(Ni,Cr,Fe)、Co3Fe7和C0.055Fe1.945等新相,基体与修复层为冶金结合;修复层硬度较基体要低,便于于后续机械加工;能量输出幅度为90%时,熔合区靠基体一侧出现孔洞以及微小裂纹缺陷,能量幅度为40%的修复层质量较90%的要好。     

激光表面微孔化改善端面密封的摩擦学性能

采用Nd:YAG脉冲激光器在T8钢表面进行微孔化处理,模拟机械端面密封的摩擦工况,利用环-盘式摩擦试验机测试其不同载荷和速度条件下的摩擦学性能。结果表明:激光微孔化的T8钢盘表面的微孔直径为200 mm,切向间距800 mm,径向间距400 mm,孔中心深度为10 mm左右;随着载荷和速度的增大,微孔结构摩擦副和光滑摩擦副的摩擦因数都呈先减小后增大的趋势,但与光滑摩擦副相比,多孔端面密封可以将最大pv提高2.5倍。微孔可作为润滑剂存储器在摩擦过程中持续给接触面间供油,同时可捕捉摩擦面间的磨损粒子减少犁沟的形成,因而激光微孔技术是一种减小磨损、增加润滑膜的使用寿命的有效方法。