几种含氟润滑剂摩擦学性能研究

研究了3种俄制ФОРУМ聚四氟乙烯润滑剂的摩擦磨损性能,并采用红外光谱分析了其结构。结果表明,俄制PTFE润滑剂摩擦性能优异,特别适合高载荷工况机械的减摩耐磨;其减摩抗磨机制是PTFE超细粒子进入摩擦表面形成了高强度的物理化学吸附膜。     

磷酸酯离子液体润滑脂的摩擦学性能研究

用腐蚀性较低、简单易合成的磷酸酯离子液体为基础油,聚四氟乙烯微粉为稠化剂制备一种新型的离子液体润滑脂,在Optimol SRV摩擦试验机上考察其对钢/钢摩擦副的摩擦学性能。结果表明,磷酸酯离子液体润滑脂在室温和高温(100℃)下都表现出优异的减摩抗磨性,并且其减摩抗磨性与离子液体阳离子和阴离子的烷基链长密切相关。磨斑表面扫描电镜和XPS的分析结果表明:摩擦表面既存在离子液体润滑脂与摩擦表面发生摩擦化学反应生成的含有Fe F2、Fe PO4和氮的氧化物的化学反应膜,又存在稠化剂聚四氟乙烯的物理吸附膜。     

聚四氟乙烯乳液对绿色水基润滑剂摩擦学性能的影响

将聚四氟乙烯乳液作为绿色水基润滑剂的润滑性能改进剂,通过四球试验机和销盘磨损试验机考察了绿色水基润滑剂M与聚四氟乙烯乳液(具有亲水性)复配后的抗磨减摩性能,并分析其作用机制.结果表明:水基润滑剂M与聚四氟乙烯乳液具有良好的协同效应;聚四氟乙烯乳液在摩擦过程中具有良好的抗磨减摩作用,可使绿色水基润滑剂M的承载能力增加41%,磨斑直径减少2.2%;聚四氟乙烯乳液在摩擦过程中可能起到磨屑抛光作用.     

氧化镁/氧化锌导电硅脂的性能研究

氧化镁可以提高摩擦表面摩擦膜的致密性,氧化锌也具有优良的抗氧化、抗磨减摩性能。以不同含量的氧化镁和氧化锌为添加剂,二甲基硅油为基础油,聚四氟乙烯作稠化剂,制备导电润滑硅脂,并分别对硅脂的滴点、体积电阻率和摩擦学性能进行测试。结果表明:氧化镁和氧化锌添加剂都可以提高硅脂的滴点、导电性,其中氧化锌作为添加剂的硅脂的滴点高于氧化镁,体积电阻率小于氧化镁;氧化锌和氧化镁添加剂加入能够降低硅脂摩擦因数、减小磨损,且氧化镁作为添加剂表现出更优秀的抗磨减摩性能。XPS分析表明,氧化镁和氧化锌添加剂在摩擦过程中在摩擦表面发生化学反应形成了含Fe、Zn和Mg元素的反应膜,能够填充磨痕表面,起到了减摩抗磨的作用。     

聚四氟乙烯减摩涂层的制备及性能研究

以环氧树脂作为粘结剂,以聚四氟乙烯(PTFE)为润滑剂,添加适当的石墨、丙酮和分散剂FC- 400,制得以环氧树脂为基料的聚四氟乙烯减摩涂层.利用正交实验和极差分析,筛选出摩擦因数最佳的制备环氧树脂-聚四氟乙烯减摩涂层方案.对最佳方案的样品进行X射线、红外光谱、差热和电子显微镜分析,结果表明:环氧树脂-聚四氟乙烯涂层的抗摩擦磨损性能良好,可以明显改善金属基体的润滑特性,涂层与基体的结合良好,热稳定性强.     

几种纳米添加剂在环境友好润滑剂中的摩擦化学特性

采用机械化学修饰法研制了三种纳米润滑添加剂,二硫化钼(MoS2)、聚四氟乙烯(PTFE)和氟化石墨(CxFy),考察了这些纳米级润滑剂在环境友好润滑剂中的摩擦化学特性。结果发现：这些纳米添加剂在环境友好润滑剂中具有较好的抗磨性能和良好的减摩性能;减摩性能优于常用的极压抗磨剂,其机理是在摩擦副表面形成迁移膜,起“滚动微轴承”的作用。     

铋系纳米材料在润滑中的应用

绿色金属铋系纳米材料在满足润滑剂环保要求同时也显示了良好的摩擦学性能。综述了近年来纳米材料的制备方法以及铋系纳米材料在润滑油脂中的作用机制和应用进展,并指出了铋系纳米材料作为润滑油脂添加剂在摩擦学中的研究发展趋势。铋系纳米材料在润滑油脂中的作用机制为:铋系纳米有机物易于吸附在摩擦金属表面上,生成了一层有机复合膜;由于铋金属纳米粒子带有电荷而向表面移动,并沉积于摩擦表面形成非晶体或无定形膜,从而起到减摩抗磨作用。铋纳米粒子在润滑油中的分散性和稳定性问题是影响其在润滑中推广应用的主要因素,通过改进纳米粒子的制备工艺及研制和合成新的分散剂和稳定剂,可解决润滑油中纳米粒子在苛刻条件下的稳定性。     

石墨烯和聚四氟乙烯微粉共混物作为润滑油添加剂的摩擦磨损行为研究

采用CETR UMT-2摩擦磨损试验机考察不同质量配比的石墨烯和聚四氟乙烯(PTFE)微粉作为润滑油添加剂时65Mn弹簧钢的摩擦磨损性能,采用扫描电子显微镜、三维形貌仪、拉曼光谱等表征手段观察和分析磨痕形貌及化学成分,探究石墨烯和聚四氟乙烯润滑下的摩擦磨损机制。实验结果表明:相对单纯石墨烯添加剂,其与聚四氟乙烯微粉混合后具有更优异的减摩抗磨性能。当石墨烯与聚四氟乙烯微粉质量配比为6∶4时,平均摩擦因数相比于单纯石墨烯低了44.3%,磨损率降低了77.75%。在含石墨烯和聚四氟乙烯微粉的润滑油润滑下,65Mn弹簧钢磨损机制主要表现为磨粒磨损。     

S-N型润滑添加剂的合成及其摩擦学性能研究

合成一种新型环境友好型、无灰、非磷极压抗磨剂——含羟基二烷基二硫代氨基甲酸衍生物(DDCSD)。采用红外光谱仪对其结构进行表征,利用热分析仪考察其热稳定性,使用四球试验机及SRV考察其在复合锂基润滑脂中的摩擦学性能,并用扫描电子显微镜及X射线光电子能谱分析摩擦表面形貌及表面化学成分。结果表明,DDCSD具有良好的热稳定性,能有效提高基础脂的抗磨、减摩及极压性能,可作为多功能润滑油脂添加剂ZDDP的替代品。这是由于DDCSD在摩擦过程中发生化学吸附及摩擦化学反应,在金属表面上形成了一层具有抗磨减摩性能的边界润滑膜,从而起到抗磨减摩的作用。     

聚四氟乙烯基减摩复合材料配方优化

以聚四氟乙烯为主体材料,加入石墨、铜粉、碳纤维等粉末作为填充剂,进行减摩复合材料配方优化设计。采用均匀设计法确定了聚四氟乙烯基减摩复合材料各配料实验点的分布,用样条函数对均匀设计法所设计配方得出的摩擦因数进行拟合,找出配料与摩擦因数的关系,建立配方优化拟合曲线,最后在拟合曲线上选取具有代表性的试验点进行验证试验,达到优化的目的。试验结果表明：配方中单独添加铜粉或石墨时,减摩复合材料的摩擦因数均较高,说明石墨和铜粉必须配合使用;当铜粉和石墨各为30份时,及铜粉为60份,石墨为15、25、30份时,材料的摩擦因数在整个配方体系中均较低;得到的配方优化拟合曲线趋势符合实际,可以用于指导生产。     

烷基咪唑-螯合硼酸离子液体摩擦学性能

以1,3-二癸基咪唑为阳离子,双水杨酸螯合硼酸为阴离子开发一类新型的环境友好螯合硼酸酯-烷基咪唑离子液体n-DICB/i-DICB,采用四球试验机考察2种添加剂在三羟甲基丙烷三油酸酯(PETO)基础中的摩擦学性能,采用SEM、EDX和XANES分析磨损表面的形态和摩擦中形成的摩擦膜的化学成分。结果表明：n-DICB/i-DICB具有优异的综合摩擦学性能,可显著提高可生物降解基础油的减摩、抗磨和极压性能;i-DICB的减摩性能和极压性能优于n-DICB,质量分数2.5%的i-DICB可使PETO的摩擦因数和磨斑直径分别降低33.0%和22.1%,最大无卡咬负荷提高66.6%。摩擦过程中,n-DICB/i-DICB形成了由B₂O₃、Na₂B₄O₇、NaBO₃和BN等混合物组成的致密摩擦膜,这是离子液体具有优异的摩擦性能根本原因。     

自组装技术制备稀土Y润滑薄膜的研究

结合自组装技术在羟基化处理的Si表面成功制备了稀土Y薄膜。利用SEM,AFM,XPS对其结构和形貌进行表征,在UMT-2摩擦磨损试验机上考察了稀土Y薄膜的摩擦磨损性能,并探讨了该薄膜的摩擦润滑机制。结果表明,利用该方法制备的稀土薄膜致密、均匀,由排布紧凑的小颗粒组成,具有良好的减摩耐磨特性。     

TiN/Ti涂层在波箔轴承中的摩擦磨损性能

采用真空离子镀的方法在304不锈钢基体上喷涂厚度为3μm的TiN/Ti薄层,利用硬度计、三维形貌仪、划痕试验仪对涂层基本力学性能进行分析,通过球盘试验机分析涂层试样的摩擦磨损性能,根据波箔轴承性能测试实验台的测试结果:研究TiN/Ti涂层对基体表面耐磨减摩性能的影响。研究结果表明:TiN涂层硬度可达HV1 500,是基材硬度的5.5倍;TiN/Ti涂层平均摩擦因数为0.23,相对不锈钢304基材的平均摩擦因数0.71,降低了68%,磨损量也仅为基材的18.75%;GCr15与PTFE对磨的最大摩擦力矩可达2.4 N·mm,而TiN/Ti与PTFE对磨的最大摩擦力矩仅为1 N·mm,仅为GCr15的41.7%。TiN/Ti涂层表现出了优异的承载能力和耐磨减摩性能。     

二聚酸盐的合成及在水性基础液中的摩擦学及防腐防锈性能

采用二聚脂肪酸和二乙醇胺合成一种二聚酸二乙醇胺盐,在四球摩擦磨损试验机上考察其在水性基础液中的摩擦学性能,用 X 射线光电子能谱仪（XPS）分析试验后钢球磨斑表面典型元素的化学状态。结果表明：该添加剂在水性基础液中具有优良的承载能力和抗磨减摩性能以及良好的液相防锈和抑制铜片腐蚀的性能;在摩擦过程中,磨斑表面形成了含氮的吸附膜和含 Fe2 O3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。     

Tribological behaviors of composite molecular deposition films

Polyallylamine hydrochloride (PAH)/graphite oxides (GO) ultrathin film and the multilayer film of PAH incorporated with TiO₂ enwrapped by polyacrylic acid (PAA), namely PAH/PAA(TiO₂) composite film, were prepared by molecular deposition (MD) method in laboratory. Both of them were heated to change the film forming dynamic force from electrostatic force to covalent bond so as to increase the bonding strength of the films. The structure and nanotribological properties of the films were analyzed by atomic force microscope (AFM) and ultraviolet-visible (UV) spectroscopy. It was found that these films had a much smaller friction force than their substrates and the friction force was dependent on the morphology and/or hardness of the films.     

干摩擦工况下Si3N4/PTFE配副材料摩擦磨损特性与转移膜形成分析

为使全陶瓷轴承在干摩擦工况下可靠运转,选用四氟乙烯(PTFE)材质的保持架为全陶瓷轴承提供润滑.利用Rtec销/盘摩擦磨损试验机,以PTFE盘与氮化硅(Si3 N4)销为摩擦副,研究Si3 N4/PTFE在不同载荷和转速条件下的摩擦磨损性能,通过SEM对Si3 N4表面的转移膜形貌进行观察,分析转移膜形成原因.结果表明...     

Friction and Vibration of Brake Friction Materials Reinforced with Chopped Glass Fibers

A diamond-like carbon (DLC) film exhibits excellent tribological properties. This type of film has an amorphous structure that is generally composed of hydrogen and carbon atoms, and it is the structure of sp²- and sp³-hybridized orbital carbon which brings about the extraordinary tribological properties of the DLC film. It is known that heating causes structural changes in a DLC film, and pre-heat treatment greatly affects the various properties of a DLC film. In this study, we focus on the effects of pre-heat treatment on the friction and wear properties of a hydrogenated DLC film and discuss the structural changes in the film. After pre-heat treatment, the tribological properties were evaluated using a ball-on-disk sliding tester. Our findings indicated that the friction and wear properties of the DLC film were improved by pre-heating up to 500 °C. An as-deposited DLC film had a friction coefficient of approximately 0.15, whereas it was approximately 0.03 for a film pre-heated at 500 °C. The structure of the DLC film was analyzed using micro-laser Raman spectroscopy. The analytic results of the Raman spectroscopy of the film surface showed that the G peak position had shifted toward a higher wave number. This result suggested that hydrogen had evolved from the DLC film because of pre-heat treatment. The half bandwidth of the G peak shifted toward a lower wave number with increases in the pre-heating temperature. This indicated that graphitization of the DLC film had been induced by pre-heat treatment. From these findings, we consider that the hydrogen evolution induced structural changes. Line analysis using micro-laser Raman spectroscopy was performed on a cross section of the pre-heated DLC film. The line analysis showed structural changes which were induced by hydrogen evolution, on the top of the DLC film. On the other hand, hydrogen evolution and graphitization were prevented inside the film, indicating that a gradient structure had been generated by pre-heat treatment. The low friction coefficient of the pre-heated DLC film was caused by graphitization of the DLC film surface. The graphite layer on the top of the film would induce lower shearing resistance at the sliding interface. This gradient structure of the DLC film plays an important role in improving the tribological properties of the pre-heated DLC film.     

轴向柱塞泵摩擦副润滑膜性能动态试验系统分析

为了进行供油压力高、输出流量大的轴向柱塞泵配流副、滑靴副等关键摩擦副润滑膜性能试验,基于试验供油油路与加载油路分离原则,研制了轴向柱塞泵摩擦副润滑性能试验系统。论述了轴向柱塞泵摩擦副润滑特性研究的必要性及目前试验研究存在的主要问题,根据润滑理论模型分析了试验研究的主要内容,针对其难点提出了基于精密位置反馈的新型电液控制润滑膜动态试验系统组成、特点及关键技术等。通过在研制的试验系统上进行实际的油膜平衡、密封带多点膜厚实测及泄漏流量与膜厚等试验的数据分析表明,该试验系统稳定、可靠,能够完成预期设计的试验对系统的要求,亦可开展相关摩擦副润滑特性试验研究。     

油酸基极压水性润滑添加剂的合成及性能研究

为提高水基润滑剂的润滑性以及抗磨减摩性能,合成一种环境友好的含极压元素P、 N的油酸基极压水性润滑添加剂(OWELA)。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(1H NMR)对中间体聚合P-N二元醇(PG)和OWELA进行表征,用四球摩擦试验机研究PG和OWELA的润滑性能。利用扫描电镜和X射线光电子能谱对钢球的磨损表面进行分析,探讨其润滑机制。结果表明:相较于PG, OWELA可以显著降低水的摩擦因数和磨痕直径,可使纯水最大无卡咬载荷提高3.5倍,且具有良好防腐性能; OWELA优异的摩擦学性能归因于高活性极压元素P、 N与金属形成高强度的化学反应膜,以及脂肪酸分子在金属表面形成了物理吸附膜,两者起到协同增效作用。     

石墨含量对铜基石墨自润滑复合材料摩擦过程中石墨润滑膜的影响

为研究石墨含量对铜基石墨自润滑复合材料摩擦过程中形成石墨润滑膜的影响,采用粉末冶金法制备了不同石墨含量的铜基石墨自润滑复合材料,测试了复合材料的力学性能,用自制环-块摩擦试验机测试评估了材料的耐磨性能,用光学显微镜实时原位观察了摩擦表面组织形貌的变化,用扫描电镜对磨痕进行观察和分析,通过能谱仪成分扫描分析接触面石墨润滑膜的覆盖率。结果表明:随着复合材料中石墨含量的增加,材料的力学性能逐渐降低,石墨润滑膜的覆盖率先升高后降低,磨损量先减小后增大;当石墨体积分数为14%时,石墨润滑膜的覆盖率最高,磨损量最小,耐磨性能最好。