片状纳米MoS2的制备及其在油润滑中的减摩抗磨性能研究

目的探究片状纳米MoS_2的制备工艺及其在油润滑中的减摩抗磨性能。方法以钼酸钠和硫脲为原料,采用水热反应法在220℃条件下制备片状纳米MoS_2,利用红外(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、高分辨透射电镜(HRTEM)、能量色散谱仪(EDS)表征纳米颗粒的化学成分、晶体结构等理化性质。使用硅烷偶联剂(KH570)对其进行表面包覆改性,并使用超声处理将其分散到石蜡油中,形成润滑油分散体系。采用球-盘式摩擦磨损试验机对其作为添加剂在润滑油中的减摩抗磨性能进行考查,通过SEM、EDS等结果建立理论模型,并探究其减摩抗磨机理。结果制备出粒径在30~100 nm的片状纳米级MoS_2。石蜡油中添加片状纳米MoS_2可以显著改善其摩擦学性能。当添加量为1.0%(质量分数)时,摩擦系数比用纯石蜡油低约53.4%,磨斑直径比用纯石蜡油降低约41.1%。当用纯石蜡油作为润滑剂时,对偶盘磨损表面表现出了明显的犁沟磨损,而当用纳米润滑油作为润滑剂时,对偶盘的磨痕宽度最高降低了43.9%。结论片状纳米MoS_2可随润滑油流动进入摩擦接触界面,并随着界面的相对滑动吸附在摩擦表面形成沉积膜,从而达到减摩耐磨的效果。     

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。     

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。     

有机钼为润滑油抗磨减摩添加剂的摩擦学性能研究

用四球摩擦磨损试验机考察了两种油溶性有机钼(二硫代磷酸氧钼、二硫代磷酸钼)抗磨减摩添加剂在液体石蜡基础油中的摩擦学性能,采用扫描电子显微镜对边界润滑状态下形成的磨斑形貌和表面膜的元素组成进行了分析。试验结果表明:两种有机钼添加剂均具有优异的抗磨减摩性能和极好的承载能力。其中二硫代磷酸钼添加剂使基础油的抗磨性能提高53 %,减摩性能提高40 %,极压承载能力提高一倍多。SEM分析显示钢球表面的磨痕和犁沟较浅,且有含硫和钼的沉积物生成。由此推断出有机钼添加剂在摩擦副表面形成吸附膜,部分吸附膜通过摩擦化学反应生成了具有抗磨减摩作用的MoS2和FeS膜,从而起到了改善摩擦磨损性能的作用。     

二维纳米片状MoS2的制备及其作为润滑添加剂的减摩抗磨性能

目的 探究具有超薄结构的二维纳米片状MoS2的制备方法及其在发动机润滑油中的减摩抗磨性能。方法 以七钼酸铵和硫脲为反应前驱物,油胺为反应溶剂,采用原位表面法制备出表面修饰有油胺分子的二维纳米片状MoS2。利用透射电镜（TEM）、红外光谱分析仪（FT-IR）、X射线光电子能谱仪（XPS）表征纳米片状MoS2的形貌特征、表面状态及化学组成。采用球盘式摩擦磨损试验机对其作为润滑添加剂在发动机润滑油中的摩擦学性能进行考察,并通过三维共聚焦表面形貌仪、扫描电镜和X射线光电子能谱仪对磨痕进行分析。结果 所制备的具有超薄结构的二维纳米片状MoS2在发动机润滑油中具有良好的减摩和抗磨性能,当其添加量为3%时,摩擦系数降低27.1%,磨斑直径降低17.17%。在150 ℃高温下,使用纯发动机润滑油进行润滑时,摩擦初始阶段的摩擦系数高达0.5,出现润滑失效现象。然而,使用添加有3%二维纳米片状MoS2的润滑油进行润滑,150 ℃高温下的摩擦系数在整个实验过程中都比较平稳,磨损体积和最大磨痕深度为纯发动机润滑油润滑时的23.44%和28.53%。结论 在摩擦过程中,两摩擦表面处于边界润滑状态,所制备的二维纳米片状MoS2随润滑油进入摩擦接触区,发挥良好的润滑效果。特别是在高温下,当发动机润滑油润滑失效时,二维纳米片状MoS2在摩擦表面生成富含MoS2的摩擦化学反应膜填充修复磨损表面,起到润滑作用。     

油溶性有机减摩抗磨添加剂的研究进展

随着科学技术的不断进步,摩擦学研究发展迅速,一些新型的润滑领域相继出现,伴随而生一些新型润滑技术和材料,使得机械运行稳定性和寿命逐渐增加。机械运转关键润滑部件（如轴承、齿轮、涡轮等）的稳定性对设备的长效和可靠运行起到了决定性作用,其中,满足润滑部件长效运行的关键技术在于润滑油的品质和优良的润滑稳定性。全配方润滑油中基础油的质量是根本,润滑添加剂对润滑油综合性能具有重要影响,而减摩抗磨添加剂是润滑油中最重要的添加剂。综述了近10年润滑油常用的有机减摩抗磨添加剂的研究进展,根据减摩抗磨添加剂的类别,详细综述了磷系减摩抗磨添加剂、硫系减摩抗磨添加剂、硼系减摩抗磨添加剂、含氮杂环化合物及其衍生物减摩抗磨添加剂、离子液体减摩抗磨添加剂,并对其发展状况和减摩抗磨机理进行了探究。最后对上述几类减摩抗磨添加剂存在的问题进行了简要分析,并对其未来发展趋势进行了展望,对减摩抗磨添加剂的发展方向和面临的问题提出了几点建议和意见。     

润滑油添加剂对激光改性球墨铸铁抗磨性能的影响

采用SRV摩擦磨损试验机考察了激光改性球墨铸铁（QT450－10）的抗磨性能。结果表明,激光处理的球墨铸铁具有理想的表面形貌和较高的表面硬度,在润滑油添加剂的作用下,其抗磨性能提高1－2个数量级。对常用的6种添加剂的测试发现,其抗磨能力依次为二烷基二硫代磷酸锌（ZDDP）＝二烷基二硫代磷酸钼（MoDTP）＞磷酸三甲酚酯（TCP）＞硼化油酸甘油酸（BOG）＞硫化异丁烯（SO）＞氯化石蜡（CP）＞液体石蜡（LP）,承载能力顺序与此类似。同时采用SEM和EDS对磨斑表面形貌和元素的面分布进了研究。     

纳米铜颗粒作为50CC润滑油添加剂的摩擦学性能研究

在球盘式与环块式摩擦磨损试验机上考察了有机物修饰的纳米铜颗粒作为50CC润滑油添加剂的摩擦磨损性能,采用SEM和EDS分析了磨损表面形貌和表面膜元素组成及含量。结果表明:采用有机物修饰的纳米铜颗粒作为添加剂在润滑油中存在一个最佳的添加量,在此浓度下的润滑油在不同载荷条件下都具有良好的抗磨减摩性能,纳米铜粒子的加入还在一定程度上提高了油品的承载能力,降低了摩擦热。综合分析认为,纳米铜颗粒的摩擦学作用机制是在摩擦接触区高温高压的作用下形成低剪切强度的铜保护膜。     

微纳米层状硅酸盐矿物润滑材料的摩擦学性能研究

对微纳米层状硅酸盐矿物粉的摩擦学性能进行了研究.将微纳米层状硅酸盐矿物质量比为0.5%分散在汽油机润滑油SJ10W/40中,利用摩擦磨损实验机考察其减摩抗磨及自修复性能,与润滑油SJ10W/40进行对比.采用扫描电子显微镜(SEM)分析试样磨痕表面的形貌和元素组成,并进行了EDS能谱分析.试验结果表明:与润滑油SJ10W/40相比,含层状硅酸盐矿物油样润滑的摩擦副,摩擦因数降低了71.6%.SEM分析表明磨痕处有着与基体材料不同的修复区域,该修复区域沉积着Si、Mg等元素.这些说明微纳米层状硅酸盐矿物润滑材料具有优良的减摩抗磨和自修复性能.     

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。     

嵌入式PVL改性TMT润滑油基础油合成及摩擦学性能

目的 偏苯三甲酸酯（TMT）因较差的黏温性能,限制了其在润滑行业中的应用。将聚戊内酯（PVL）嵌入到TMT分子结构中进行化学改性,显著提高TMT基础油的黏温性能。方法 以钛酸四丁酯（TBT）为引发剂,在60 ℃下引发δ-戊内酯（DVL）开环聚合生成四臂星型聚戊内酯（4-PVL）,然后在酸性条件下水解得到羟基端线型聚戊内酯（L-PVL）,再与偏苯三甲酸酐（TMA）反应生成嵌入式聚合物中间体,最后与异丁醇完全酯化得到PVL改性TMT润滑油基础油。通过1H-NMR、FTIR、TG、Mass spectrum等测试手段对改性基础油进行分析。通过ASTM标准对改性基础油进行黏度、黏度指数、倾点测试,并通过扫描电子显微镜对磨痕形貌进行分析。结果 改性TMT润滑油基础油在黏温性能、热稳定性能、抗磨性能等方面都优于未改性基础油。改性TMT基础油的黏度指数随着嵌入链长度的增加而增大,4聚PVL改性TMT基础油的黏度指数从8上升至103;同时,嵌入聚合物增强了基础油的热稳定性,起始氧化分解温度从203 ℃上升至250 ℃。此外,改性基础油的抗磨性能也有所提高,平均磨斑直径从1330 μm降低至1028 μm。 结论 实验结果表明,以PVL为嵌入链,通过化学手段对TMT基础油进行改性,实现了改性TMT基础油品质及性能显著提升的目的。通过性能与成本优化,确定4聚PVL改性TMT基础油的综合性能最优。     

两种油溶性离子液体与进口添加剂的摩擦学性能对比

目的 对比研究合成的油溶性离子液体(IL)N/P、P/P与传统极压抗磨添加剂IR 349、IR 353和FM 3606对85W/90 GL–5齿轮油摩擦学性能的影响。方法 以IL和传统极压抗磨剂为添加剂,加剂量为1%,在85W/90基础上制备5种润滑剂,空白样85W/90作为对照,通过同步热分析仪测试其热分解温度,采用点面往复摩擦形式在SRV–Ⅳ摩擦机上对其减摩抗磨性能进行研究,采用四球摩擦机测试其极压承载能力。通过环境扫描电子显微镜(ESEM)、三维轮廓扫描仪、X射线光电子能谱仪(XPS)对各润滑剂润滑后对应的磨斑进行微观形貌表征并对其元素组成进行分析。结果 IL的加入在很大程度上提高了85W/90的热分解温度。在50 ℃条件下,含有IL添加剂的齿轮油表现出更为优异的减摩抗磨性能,在150 ℃条件下,含IL添加剂的齿轮油与含传统极压抗磨剂的齿轮油抗磨性能相当,而前者减摩性能更为优异。极压承载能力测试表明,所合成的IL在一定程度上改善了85W/90的油膜强度。根据XPS分析结果推测,IL添加剂在外界应力(热应力、机械应力)下分解后,与金属表面反应并生成具有良好润滑效果的边界薄膜。结论 2种油溶性IL可明显改善齿轮油的摩擦学性能,可部分替代一系列进口添加剂,为后续进一步发展绿色、高性能润滑添加剂提供了一定思路,但IL的润滑机制仍值得深入探讨。     

有机钼对低黏度润滑油摩擦学性能的影响

目的 制备一种非活性油溶性有机钼添加剂(SPFMo)以为满足汽油发动机润滑油低黏度化发展的需求。方法 将SPFMo添加到0W–20润滑油中,利用SRV摩擦磨损试验机详细分析了在不同温度、载荷条件下,自研减摩剂SPFMo、商用减摩剂Molyvan855和商用抗磨剂MOM201在0W–20中摩擦学性能的影响,并采用3D激光共聚焦显微镜和扫描电子显微镜对摩擦副表面进行分析。结果 SPFMo具有良好的减摩抗磨性能,并有效降低润滑油0W–20的摩擦因数及磨损率。摩擦过程中钼元素会发生富集,并发生摩擦化学反应生成包含硫–钼–氧的复合减摩片层,实现减摩抗磨功能。SPFMo添加到0W–20中可以发挥良好摩擦学性能的使用温度区间和载荷区间分别为80~180 ℃和150~250 N(1 559~1 848 MPa)。0W–20+1% SPFMo与润滑油0W–20相比,在130 ℃、200 N下,摩擦因数降低13.28%,磨损率降低37.91%;在130 ℃、250 N下,摩擦因数降低18.05%,磨损率降低57.68%。0W–20+1% SPFMo润滑油的摩擦因数随温度的升高先减小后增大,随载荷的增大而减小;磨损率随温度的升高先减小后增大,随载荷的增大而减小。结论 低黏度润滑油中添加SPFMo可有效增强其摩擦学性能。     

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。     

纳米铜粉作润滑油添加剂时的"负磨损"现象研究

通过对纳米铜粉的摩擦学试验,发现随着摩擦时间延长运动副发生了负磨损现象。通常情况下磨损是摩擦的必然结果,此现象说明摩擦在一定条件下也可能导致负磨损,从而扩展了对摩擦磨损的认识。并且,负磨损现象的发现,证明了“动态自修复沉积机制”的存在,将有力支持装备智能修复技术的发展。     

Study on Friction Reducing and Anti-wear of CaCO_3 Nanoparticles as Additives in Lubricating Oils

THE NANOMETER PARTICLES?100nm)aremetastable materials that lie between macroscopicalmaterials and atoms or molecules with thecharacteristics of little size effect,quantummeasurement effect,surface effect and macroscopicalquantum tunnel effect etc.,thus demonstrating somespecial properties.Recently,much attention has beenpaid to the application of nanometer particles due to itsspecial properties,such as low melting point,low bulkdensity and large specific surface area.For example,owing …