改性纳米坡缕石在油润滑中的减摩抗磨性能研究

目的探索不同改性剂对纳米坡缕石的表面修饰效果,探究其在油润滑中的减摩抗磨和自修复机理。方法以油酸和钛酸酯作为改性剂对纳米坡缕石进行表面修饰,采用沉降法和透射电子显微镜(TEM)表征改性效果。将选择的改性剂和纳米坡缕石放入球磨机内在线修饰,制备成润滑油添加剂并将其超声分散于纯基础油150N中,形成润滑油分散体系。采用环-盘式摩擦磨损试验机对其摩擦性能进行考察,通过金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱仪(EDS)进行微观结构观察与分析,并探究其润滑及自修复机理。结果采用油酸修饰的纳米坡缕石满足润滑油行业的要求,可显著改善润滑油的摩擦学性能。与纯基础油相比,当添加剂含量为3.0%时,45#钢摩擦副磨损表面形成了一层含多种元素的复合陶瓷自修复膜,平均摩擦系数降低了31.3%,磨损量减少了16.0%。结论纳米坡缕石添加剂可随油液流动智能吸附于摩擦界面,阻止摩擦副之间的直接接触,产生纳米滚珠效应。同时,随着界面滑动发生摩擦化学反应生成自修复膜,填补犁沟和划痕,在纳米滚珠和自修复膜共同作用下达到减摩抗磨的效果。     

离子液体和ZDDP添加剂的减摩抗磨性及成膜机理探讨

目的顺应当前尽可能选用低黏度润滑油而满足节能减排的要求,进一步探讨离子液体作添加剂时的摩擦润滑机理。方法选用低黏度的聚α烯烃(PAO-4和PAO-8)为基础油,以二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)和季膦盐油酸离子液体(IL)为添加剂,在四球试验机上分别测量了40、100℃下的摩擦系数,并对比磨斑直径,对磨损表面进行SEM和EDS分析。利用轮廓仪对磨斑表面进行三维扫描,并分析其表面粗糙度。结果与基础油对比,离子液体有效降低了摩擦系数,而传统添加剂ZDDP则导致摩擦系数上升。在部分工况,尤其是高温环境下,离子液体和ZDDP均可有效降低磨损。EDS和表面粗糙度结果可推断:ZDDP和IL在摩擦表面产生了两种截然不同的摩擦反应膜。结论离子液体可以明显改善基础油的摩擦学性能。ZDDP和IL产生的不同摩擦膜引起了摩擦性能的不同,二者的成膜机理值得进一步探讨。     

离子液体和ZDDP的摩擦学性能及协同效应研究

目的研究离子液体和ZDDP添加剂的摩擦学性能以及协同作用机制,以降低ZDDP在工业润滑油中的用量或开发新添加剂。方法选用聚α烯烃(PAO-4和PAO-8)为基础油,二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)和季膦盐油酸离子液体(Ionic Liquid,IL)为添加剂,在四球试验机上考察了添加剂对基础油摩擦磨损性能的影响及协同作用机制。采用扫描电子显微镜SEM和EDS对磨斑表面进行形貌和化学组分分析,利用表面粗糙度轮廓仪对磨斑进行了三维扫描并测量了其粗糙度,利用球盘式光干涉测量装置研究了添加剂对成膜特性的影响。结果 40℃时,ZDDP和IL复配物的摩擦系数介于ZDDP和IL之间。100℃时,基础油PAO4失效,添加ZDDP和IL复配物后,其摩擦系数降低至0.085,低于单独添加IL和ZDDP时的摩擦系数。基础油PAO8的摩擦系数约为0.11,单独添加IL与添加ZDDP和IL复配物后的摩擦系数非常接近(约为0.09)。SEM图像显示,在40℃和100℃时向基础油中添加ZDDP和IL复配物,工况下对应的磨斑直径最小,且表面粗糙度值均小于基础油和基础油中添加ZDDP。卷吸速度为300 mm/s和450 mm/s时,单独添加IL或添加ZDDP和IL复配物,可提高润滑油的中心膜厚,有效缓解乏油状况。结论与基础油相比,尤其是在高温环境下,ZDDP和离子液体复配时具有很好的减摩抗磨协同效应;混合润滑条件下,向基础油PAO中单独添加IL或ZDDP和IL复配物时,可有效减缓接触区内的乏油状况。     

几种纳米铜添加剂抗磨性能试验研究

采用化学反应法制备了5种纳米铜微粉,采用超声分散工艺分散于400SN基础油中进行摩擦磨损试验.试验结果表明,在试验范围内1#、2#和3#纳米铜在较高载荷下能够提高基础油的抗磨性能,磨斑直径为基础油润滑时的70%.能谱分析表明磨痕表面不均匀的分布有铜元素,说明添加剂中的纳米铜在磨痕表面沉积形成了保护性润滑膜,起到改善润滑油抗磨性能的作用.     

几种纳米铜添加剂抗磨性能试验研究

采用化学反应法制备了5种纳米铜微粉，采用超声分散工艺分散于400SN基础油中进行摩擦磨损试验。试验结果表明，在试验范围内1#、2#和3#纳米铜在较高载荷下能够提高基础油的抗磨性能，磨斑直径为基础油润滑时的70%。能谱分析表明磨痕表面不均匀的分布有铜元素，说明添加剂中的纳米铜在磨痕表面沉积形成了保护性润滑膜，起到改善润滑油抗磨性能的作用。     

非晶合金粉末作为润滑油添加剂的摩擦学性能

采用水雾化法制备得到了超细Mn55Fe25P10B7C3非晶合金粉末,将其作为润滑油添加剂以不同含量加入到PAO6基础油中,利用四球摩擦实验系统评估了粉末添加前后润滑油的摩擦系数、对磨球的磨斑尺寸、表面形貌和表面粗糙度等,从而对比获得了该类非晶合金粉末添加对PAO6基础油摩擦学性能的影响.结果表明,水雾化合金粉末的颗粒...     

TiN/BN与AlN/BN纳米混合添加剂的摩擦学性能研究

目的探究TiN/BN与AlN/BN两类纳米混合添加剂在油润滑中的摩擦学性能,分析纳米润滑油润滑机理。方法以油酸作为分散剂,提高纳米添加剂在基础油中的分散性能,利用MRS-10A型四球摩擦磨损实验机对不同混合比例、不同添加浓度的TiN/BN与AlN/BN纳米润滑油进行摩擦学性能测试,使用扫描电镜观察磨斑表面形貌,用EDS和XPS检测磨斑表面元素种类及相应化合价态。结果经油酸分散的混合纳米粒子的质量比为1︰1时,纳米润滑油表现出最好的抗磨减摩性能。其中TiN/BN纳米混合添加剂的质量分数为0.6%时,磨斑直径和摩擦系数较基础油分别降低34.97%和16.75%,最大无卡咬负荷提高65.96%;AlN/BN纳米混合添加剂的质量分数为0.2%时,磨斑直径和摩擦系数较基础油分别降低24.49%和11.76%,最大无卡咬负荷提高38.30%。磨斑表面磨痕沟槽深度、宽度减小,表面粗糙度明显降低。结论分散在油液中的AlN、BN、TiN纳米粒子进入摩擦副间发挥承载支撑作用,将滑动摩擦变为滑动-滚动混合摩擦,降低摩擦磨损。进入摩擦副间的AlN纳米粒子由于高表面能特性,沉淀吸附于摩擦表面凹坑处,修复磨损表面,TiN、BN纳米粒子与摩擦表面发生化学反应,生成由Fe-O、Ti-O、BO_x及TiN_xO_y等物质所构成的自修复膜,表现出较好的抗磨减摩及自修复性能。     

纳米颗粒的抗磨作用及作为磨损修复添加剂的应用研究

用化学修饰法合成了在润滑油中具有良好分散性能的二烷基二硫代磷酸（DDP）表面修饰铜Cu纳米颗粒（简称Cu-DDP)和DDP表面修饰LaF3纳米颗粒（简称LaF3-DDP),考察了它们作为润滑油添加剂的减摩、抗磨作用和承载能力,研究了它们的抗磨损和润滑机理。研究发现,Cu-DDP和LaF3-DDP纳米微粒具有良好的抗磨损性能,优异的极压性能,可以显著地提高基础油的失效负荷,尤其在高载荷条件下,比商品添加剂二烷基二硫代磷酸锌（ZDDP）具有更好的润滑性能。SEM和XPS分析表明,纳米Cu-DDP和LaF3-DDP作为润滑油添加剂主要形成和由Cu或LaF3的沉积膜及硫、磷与金属反应生成的摩擦化学反应膜共同组成的复合边界润滑表面膜从而具有抗磨损和抗极压性能。     

表面修饰纳米铜颗粒的制备及摩擦学性能研究

采用乳液法在水-甲苯体系中原位合成了含硫、氮有机物修饰的铜纳米微粒,用透射电镜(TEM),红外光谱(FTIR)表征了纳米颗粒的尺寸、形貌和结构,在四球摩擦磨损试验机上考察了纳米铜添加剂在石蜡基础油中的抗磨减磨性能,最后分别采用扫描电子显微镜(SEM)和X光电子能谱仪(XPS)分析了磨斑的表面形貌及其化学组成.结果表明:铜纳米微粒添加剂能够显著提高基础油的极压性能,同时具有良好的抗磨性能;发现在摩擦过程中铜纳米微粒在表面形成沉积膜,这种沉积膜与表面修饰层形成的摩擦化学反应膜产生协同作用,从而表现出优良的极压抗磨性.     

氧化石墨烯和二烷基二硫代磷酸锌添加剂对基础油PAO10摩擦学性能的影响

目的 探究氧化石墨烯(GO)和二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)添加剂的摩擦学性能以及协同作用机理。方法 选用GO和ZDDP作添加剂,利用纳米粒度分析仪、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和原子力显微镜(AFM)分别对GO的粒径、表面官能团和层数进行表征。在四球摩擦试验机上对GO的摩擦磨损性能进行初步研究,并考察了ZDDP添加剂以及ZDDP和GO混合添加剂对基础油摩擦磨损性能的影响。利用金相显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪对钢球磨斑直径、磨斑形貌和磨斑表面的元素进行分析。利用球–盘点接触光干涉油膜厚度测量试验台,研究了GO和ZDDP在乏油条件下对基础油成膜特性的影响。结果 GO表现出了良好的减摩抗磨性能,在0.03%时减摩抗磨效果最佳,与基础油相比,摩擦因数降低了31.9%,磨斑直径减小了约20.1%;当ZDDP质量分数为2.5%时,油样的摩擦因数约为0.067,磨斑直径约为407 μm,与PAO10纯基础油相比,分别降低了约18.5%和41.86%;当ZDDP和GO的质量分数分别为2.5%和0.01%时,油样的减摩性能得到了有效提高,摩擦因数约为0.056,与仅添加ZDDP的油样相比,摩擦因数降低了约16.7%;当卷吸速度为90 mm/s和180 mm/s时,单独添加ZDDP或添加ZDDP和GO均可有效减缓接触区内的乏油状态,提高基础油的中心膜厚。结论 GO添加剂具有优异的减摩抗磨性能。GO和ZDDP作为复配添加剂有效地减缓了摩擦对偶间的摩擦磨损,表现出了较好的协同作用。在乏油条件下,在PAO10基础油中添加GO、ZDDP以及ZDDP和GO复配添加剂时,均可不同程度地减缓接触区内的乏油状况。     

低黏度0W-16汽油机油减摩性能研究

目的 研究低黏度0W-16机油的减摩性能。方法 选取3种减摩剂MoDTC、GMO和油酸酰胺,分别按一定比例加入到0W-16基础油中,获得单剂油样,并选取2种0W-16全配方机油（A-1油和A-2油）,利用SRV-IV试验机测试润滑油样的减摩性能和极压性能,利用傅立叶红外光谱仪和油料元素光谱分析仪分析机油油样结构,并利用3D光学表面轮廓仪表征缸套块磨痕形貌。结果 对于单剂油样,0W-16基础油分别加入MoDTC、GMO和油酸酰胺后,平均摩擦系数由0.198分别减小到0.088~0.116、0.167~0.178和0.179~0.194,缸套块磨痕平均深度由3.59 mm分别减小到0.44~0.52 mm、2.11~2.24 mm和3.19~3.44 mm。对于0W-16全配方机油,在摩擦润滑试验低温区,A-1油比A-2油摩擦系数低,随着温度升高,A-1油和A-2油的摩擦系数进一步减小;摩擦润滑试验后,A-1油和A-2油的缸套块磨痕平均深度分别为0.13 mm和0.18 mm。在极压试验中,A-1油和A-2油的极压值分别为1500 N和900 N。结论 在0W-16基础油中分别加入3种减摩剂后,MoDTC的减摩和抗磨作用最好,油酸酰胺的减摩和抗磨作用最差。对于0W-16全配方机油,在摩擦润滑试验低温区,A-1油中的无灰减摩剂和MoDTC产生协同作用,表现出更低的摩擦系数;随着温度升高,A-1油和A-2油中的ZDDP与MoDTC产生协同作用,进一步降低摩擦系数。在极压试验中,A-1油中的ZDDP与其他添加剂产生协同作用,表现出更大的极压值。添加剂之间的协同作用对油品节能性能产生重要影响。     

高铼酸锌宽温度混杂润滑行为探索

采用水溶液法制备了高铼酸锌粉末,并通过表面活性剂将一定质量分数的高铼酸锌分散到聚α烯烃基础油中。利用MMW-10四球试验机和UMT-2M摩擦试验机分别测试了高铼酸锌作为油品添加剂的极压性能和宽温域的减摩性能。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)等分析了高铼酸锌物相、磨痕形貌及磨痕表面元素价态。四球试验结果表明:经含质量分数0.5%高铼酸锌添加剂油品润滑的摩擦因数以及磨斑直径较纯基础油分别降低了13.3%和16.8%,高铼酸锌可以提高油品的润滑性能。宽温度摩擦试验表明:随着温度上升,含有高铼酸锌添加剂油品润滑的摩擦副摩擦因数较纯基础油润滑的摩擦因数均有不同程度的降低。这主要是因为高铼酸锌固有的质软属性,以及在高温段发生晶形转变,在摩擦表面与基体自生的氧化物共同形成了减摩层,降低了摩擦因数。     

钛基纳米润滑添加剂的减摩抗磨及自修复特性对比

针对恶劣工作环境会加剧机械设备摩擦副间的磨损而降低其服役寿命的问题,对比研究3种纳米添加剂TiO2、TiN和TiC在不同工况下的摩擦学性能及其自修复性能。根据SH-T0762-2005标准润滑油摩擦因数测定法,并利用MRS-10A型四球磨损试验机磨斑测量光镜、激光共聚焦显微镜和能量色散谱仪(EDS)对磨损表面进行表征,探讨其润滑抗磨及自修复机理。结果表明:钛基纳米添加剂的加入很好地改善了润滑油的抗磨减磨性能,并使其具有一定的自修复性能;当钛基纳米质量分数为0.5%时,其减摩抗磨性能达到最佳。3种纳米添加剂中,对润滑油减摩抗磨性能改善效果最好的是纳米TiO2,而自修复效果最好的则为纳米TiN。故纳米TiN和纳米TiO2作为润滑油添加剂,具有较好的减摩抗磨和自修复能力。     

碳量子点的摩擦学研究进展

机械设备的摩擦和磨损，造成了大量材料和能量消耗。碳量子点（Carbon Quantum Dots,CQDs）是一种新型零维纳米材料，具有独特的物化性质和良好的摩擦学性能，能够提高基础油的润滑性，延长机械设备的使用寿命，逐渐成为润滑领域中绿色、有前途的减摩抗磨材料。首先简要概述制备CQDs的至上而下和至下而上的两大类方法，然后着重介绍了CQDs作为润滑添加剂表面功能化、杂原子掺杂、纳米复合材料制备3种改善摩擦性能的策略，通过梳理CQDs基纳米材料作为减摩抗磨剂添加剂在摩擦学领域的应用实例，发现与其他纳米材料相比，CQDs具有超小的尺寸、表面官能团可调、分散性好、吸附稳定性好、毒性低、环境友好、易合成、成本低等优点，这些独特的性质造就了其优异的减摩抗磨性，证明了CQDs基纳米材料在摩擦学中拥有巨大的应用潜力。之后对CQDs作为润滑油添加剂的滚动轴承效应、形成润滑保护膜、填充修复效应和抛光效应4种润滑机制进行了总结和分析。最后概述了目前CQDs在摩擦学领域一些亟待解决的关键性问题，并展望了CQDs在未来摩擦学领域应用的发展趋势。CQDs在润滑领域的成功应用为具有更好减摩和抗磨性能的下一代碳纳...     

烷氧基硼酸镍的摩擦学性能

合成了油溶性的十二烷氧基硼酸镍 ,利用四球试验机和环块摩擦磨损试验机评价了其抗磨减摩性能 ;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成和价态。实验结果表明 ,十二烷氧基硼酸镍添加剂使 5 0 0SN基础油的承载能力得到明显改善 ,其抗磨性能明显提高 ,摩擦因数明显降低 ,且在 5 0 0N时的摩擦因数较 30 0N时更低 ;结合XPS分析可推断添加剂的作用机理是添加剂在摩擦过程中发生了摩擦化学反应 ,并在摩擦副表面生成了含NiO ,B2 O3 ,Fe2 B以及FeB的复合润滑膜 ,有效地提高了基础油的抗磨减摩性能     

炸药爆轰合成石墨包覆金属纳米颗粒及其摩擦学性能

以铁/钴/镍硝酸盐为金属源,与无水乙醇、尿素、黑索今（RDX）混合制得复合炸药,采用爆轰的方式制备出石墨包覆金属铁、钴、镍(Fe@G,Co@G,Ni@G)纳米颗粒并利用XRD,TEM-EDX,XRF的方法对合成产物组成、形貌和显微结构进行分析;同时将石墨包覆金属纳米颗粒按照一定比例（0%、0.2wt%、0.4wt%、0.6wt%和0.8wt%）分别与基础油(SN150)配制成五种混合润滑油,并采用四球磨擦实验研究其摩擦学性能。结果表明爆轰所得产物为核壳结构,直径在10~50nm左右,核心为单质金属,包覆层主要由石墨构成,厚度大约在3~8nm左右;添加了石墨包覆金属颗粒的润滑油摩擦性能有明显变化,摩擦系数和磨痕直径随着石墨包覆金属的含量呈现先减小后增大的趋势;三种石墨包覆金属中,Ni@G作为润滑油添加剂的摩擦学性能最好。     

含纳米金刚石润滑油减摩抗磨添加剂的摩擦学性能

研制了一种含纳米金刚石润滑油节能抗磨添加剂，对其摩擦学性能及机制进行了研究。结果表明：所研制的含纳米金刚石润滑油抗磨添加剂上有优异的摩擦学性能，摩擦表面存在含金刚石的表面膜。     

铜纳米添加剂的制备及其摩擦学性能分析

采用KBH4液相还原法制备了纳米铜颗粒,通过X射线衍射和透射电镜分析,得出所制备的纳米铜颗粒的粒径约为20nm的圆球形颗粒。分析了表面修饰的纳米铜颗粒作为润滑油添加剂的摩擦学性能和作用机理,结果表明纳米铜的加入,能在磨损表面形成一层润滑性的铜膜,从而能够有效地改善润滑油的抗磨减摩性能,降低润滑油的摩擦因数,减小摩擦副的磨损量,并得出纳米铜添加剂的最佳用量。