纳米二氧化硅对锂基润滑脂摩擦学性能的影响

利用溶胶-凝胶法,以正硅酸乙酯为原料制备了纳米二氧化硅微粒,通过透射电子显微镜对其结构进行了表征,利用四球摩擦磨损试验机测定了添加不同含量纳米二氧化硅锂基润滑脂摩擦学性能,采用扫描电子显微镜观察磨损表面形貌。结果表明:制备的纳米二氧化硅是粒径为60 nm左右的球形微粒,具有很高的表面能和表面活性;纳米二氧化硅作为锂基润滑脂添加剂能够提高最大无卡咬负荷和烧结负荷,降低摩擦因数,添加量为2.0%(质量分数)时的润滑剂性能最好,相对应的钢球磨斑直径最小,摩擦因数最低。     

纳米陶瓷润滑油添加剂润滑机制研究

研究了纳米陶瓷润滑油添加剂的润滑机制.采用四球试验机考察了纳米陶瓷润滑油的抗磨性能和极压性能,利用NT场致发射扫描式电子显微镜、高分辨率扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪,观察了磨损表面的纳米粒子形貌,分析了磨损表面的形貌及表面元素成分.结果表明,纳米陶瓷润滑油润滑时,摩擦表面的磨斑很光滑,磨斑表面有Si3N4存在;纳米陶瓷添加剂具有很好的抗磨和极压性能;纳米陶瓷粒子具有"滚珠效应".     

含氮杂环硼酸酯的合成及其摩擦学性能

通过分子设计,合成了含氮杂环硼酸酯,利用红外光谱确定了目标产物的分子结构.通过四球摩擦磨损试验机考察了含氮杂环硼酸酯作为润滑油添加剂在液体石蜡中的摩擦学性能,并采用场发射扫描电子显微镜观察分析了钢球磨斑表面形貌.结果表明:含氮杂环硼酸酯在液体石蜡中的添加量为1.0 % 时,最大无卡咬负荷为744.8 N,较纯液体石蜡增加了90.0 %,摩擦因数和磨斑直径分别为0.035和0.39 mm,分别降低了60.2 %和40.0 % .含氮杂环硼酸酯作为液体石蜡的减摩抗磨添加剂改善了摩擦副表面的擦伤程度,减轻了钢球表面磨损.     

含纳米PTFE颗粒润滑脂的润滑性能研究

在四球摩擦磨损试验机上考察纳米PTFE颗粒作为添加剂对复合钛基润滑脂摩擦磨损性能的影响,采用扫描电子显微镜分析试验钢球磨斑的表面形貌,并利用X射线光电子能谱仪检测磨斑表面化学元素的组成及状态。结果表明,在一定添加量范围内,纳米PTFE可以改善复合钛基润滑脂的摩擦磨损性能,其中纳米PTFE质量分数为3%时,复合钛基润滑脂具有最佳的抗磨、减摩性能,可使摩擦因数、磨斑直径分别降低约25.4%和18.9%。纳米PTFE颗粒在钢球表面发生摩擦化学反应,生成了一层金属氟化物,有效地抑制了摩擦表面的黏着磨损和接触疲劳。     

含硫润滑油添加剂的制备及性能研究

在催化剂作用下,合成一种含有二丁基二硫代氨基结构的有机硫化酯润滑油添加剂（CNSB）。利用四球摩擦磨损试验机考察CNSB在100 N基础油中的摩擦学性能,采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)分别分析磨损表面形貌和磨斑表面元素组成。结果表明：合成的CNSB作为润滑油添加剂具有较好的极压减摩性能,并明显优于同等条件下的二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP）。SEM和EDS表明,在摩擦过程中CNSB会发生分解并在摩擦副表面发生化学反应,生成一层由有机硫化物、硼的氧化物等组成的致密保护膜,从而有效减轻钢球摩擦副表面的擦伤和磨损,且CNSB中的B元素也与S元素发生了协同作用,在一定程度上起到了抗磨减摩作用。     

有机硫化酯润滑油添加剂的制备及性能研究

在催化剂作用下,合成一种含有二丁基二硫代氨基结构的有机硫化酯润滑油添加剂(CNSB)。利用四球摩擦磨损试验机考察CNSB在100 N基础油中的摩擦学性能,采用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)分别分析磨损表面形貌和磨斑表面元素组成。结果表明:合成的CNSB作为润滑油添加剂具有较好的极压减摩性能,并明显优于同等条件下的二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)。SEM和EDS表明,在摩擦过程中CNSB会发生分解并在摩擦副表面发生化学反应,生成一层由有机硫化物、硼的氧化物等组成的致密保护膜,从而有效减轻钢球摩擦副表面的擦伤和磨损,且CNSB中的B元素也与S元素发生了协同作用,在一定程度上起到了抗磨减摩作用。     

碳纳米管添加剂摩擦学性能研究及机制探讨

运用四球摩擦磨损试验机,考察了碳纳米管作为某商品润滑油添加剂的摩擦磨损性能,采用光学显微镜对磨斑直径进行测量评定,用扫描电子显微镜对磨斑的表面形貌进行观察分析,并对碳纳米管的抗磨与润滑机制进行探讨。结果表明:碳纳米管作为润滑油添加剂表现出优良的减摩抗磨性能,在质量分数为0.012 5%~0.050%时,润滑油的抗磨性能显著提高,摩擦因数减小最大达28%,磨斑直径减小达30%;进一步实验研究表明碳纳米管添加剂对润滑油的抗磨性能作用在低载荷下更加显著。     

添加纳米磁性微粒的润滑油摩擦学行为研究

用化学方法制备纳米MnZnFe2O4磁性微粒,在四球摩擦磨损试验机和立式万能摩擦磨损试验机上考察了MnZnFe2O4纳米磁性微粒作为润滑油添加剂的抗磨减摩性能及对磨损表面的修复作用,并用扫描电子显微镜观察分析了磨斑表面形貌。实验表明,MnZnFe2O4纳米微粒添加剂可以显著提高基础油的承载能力,减小磨斑直径;磁性颗粒有利于加强吸附在摩擦副表面上形成物理吸附膜,并在摩擦表面形成自修复膜,对磨损表面具有一定的修复作用。     

废润滑油/再生润滑油的摩擦学性能

使用可见分光光度计初步评价实验室自主研发工艺处理得到再生润滑油的质量,采用四球摩擦磨损试验机考察再生润滑油的摩擦学性能并与废润滑油、新润滑油进行对比研究,借助扫描电子显微镜对磨斑表面形貌进行观察分析,对再生润滑油的抗磨减摩与润滑机制进行探讨。结果表明,废润滑油摩擦学性能严重下降,较新润滑油摩擦因数升高26%以上,磨斑直径增大58%以上;再生润滑油表现出了优良的减摩抗磨性能,较废润滑油摩擦因数能够降低25%,磨斑直径可减小50%左右,基本达到了新润滑油的水平。     

含氯化石蜡润滑油在电磁场中的摩擦学性能

在改进后四球摩擦磨损试验机上考察载荷和电磁场强度对不同氯化石蜡(T301)含量的润滑油的摩擦学性能的影响,使用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)对磨损表面进行分析,初步探讨电磁场作用下的摩擦学机制。结果表明,在不同工况下,电磁场作用下钢球的磨斑直径和摩擦因数均小于无电磁场作用时的数值,说明电磁场有利于改善氯化石蜡的抗磨减摩性能,且电磁场强度越大,对抗磨减摩性能的改善效果越显著;电磁场作用下钢球表面O和Cl元素的含量比无电磁场时高,表明电磁场有利于氯化铁膜在钢球表面的吸附,并对摩擦副表面摩擦化学反应膜的形成有促进作用。     

多羟基化改性石墨烯水基润滑添加剂的摩擦学特性

氧化石墨烯(GO)边缘处的羧基为酸性基团,在摩擦过程中会造成金属摩擦副的腐蚀磨损。为减弱GO上羧基的腐蚀磨损,利用甘油与GO反应制备一种多羟基化改性氧化石墨烯(GOOH);利用原子力显微镜(AFM)与扫描电子显微镜(SEM)对改性前后GO的形貌进行观测,利用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)对其进行结构表征,并评价其在水中的稳定性和腐蚀性;用四球摩擦磨损试验机考察GO和GOOH作为水基润滑添加剂的减摩抗磨性能,用SEM-EDS分析试球表面磨斑形貌及摩擦膜的化学成分组成。结果表明:GOOH能在水中稳定分散,且相比于GO,GOOH对钢球的腐蚀性更弱,摩擦因数及磨斑直径更小,磨斑形状更规则,犁沟更浅。EDS测试结果表明,使用GOOH添加剂的钢球磨损表面碳元素含量较GO更多,说明其能更好地吸附到摩擦副表面起到减摩抗磨的作用。     

两种微纳米颗粒对脲基润滑脂摩擦和噪声性能的影响

采用BVT-1型轴承振动测量仪分别评价了含微米聚四氟乙烯和纳米二氧化硅的脲基脂的噪声性能,用四球实验机测试了这两种脲基脂的摩擦磨损行为,利用扫描电子显微镜观察了钢球的磨斑表面形貌。结果表明:微米聚四氟乙烯和纳米二氧化硅对脲基脂的噪声的低频和中频特性影响小,对高频特性影响大,但变化规律复杂。当微米聚四氟乙烯和纳米SiO2的质量分数分别为1%时,测试轴承的声音较均匀,低频和中频的速度值均达到最小值,且2种脲基脂都具有较好的摩擦性能。在这2种脲基脂润滑下,钢球的主要磨损特征均为黏着磨损。     

纳米碳酸钙颗粒作为钛基脂添加剂的摩擦学性能

采用四球摩擦磨损试验机研究纳米碳酸钙作为复合钛基脂添加剂的摩擦磨损性能，利用X射线光电子能谱仪分析试验后钢球磨斑表面主要元素的化学状态，用扫描电子显微镜观察钢球的磨斑表面形貌。结果表明：纳米碳酸钙作为复合钛基脂添加剂具有明显的减摩抗磨效果；其中纳米碳酸钙质量分数为时3%复合钛基脂具有佳的减摩抗磨效果，与纯钛基脂相比，可使平均摩擦因数降低14.9 %，磨斑直径降低35.1%。在添加纳米碳酸钙的复合钛基脂润滑下，钢球磨斑表面形成了由纳米碳酸钙分解生成的CaO、钛基脂分解生成的TiO2，以及Fe2O3、FeO等无机化合物成分组成的多孔状保护膜，这层保护膜阻止了摩擦表面的直接接触，起到了有效的减摩抗磨效果。     

纳米铜润滑添加剂在四球机上的摩擦学性能研究及机理探讨

用MRS-10J四球摩擦磨损试验机考察了N68基础油和添加了自修复纳米铜润滑添加剂NT1的N68NT1的摩擦学性能,用扫描电子显微镜（SEM）、x射线能量色谱仪（EDS）分析了钢球表面的磨斑形貌和组成,同时初步分析了纳米铜润滑添加剂的润滑机理.结果表明：自修复纳米铜润滑油添加剂NT1能显著改善N68基础油的摩擦学性能;在载荷为296 N、392 N、490 N,试验时间为30 min的试验条件下,摩擦副的摩擦因数同基础油的相比分别下降了33.8%、39.4%和55.5%;钢球的磨斑直径分别下降了46.5%、45.6%和32.5%;同N68相比,N68NT1的pB值提高了33.3%;这可能同摩擦过程中钢球表面上沉积膜的协同作用有关.     

含氮硼酸酯与磷酸酯添加剂在PAO10中的摩擦特性协同效应

合成一种含氮硼酸酯润滑油添加剂二羟乙基十八胺硼酸酯,利用四球摩擦磨损试验机考察其分别和磷酸三丁酯、磷酸三甲酚酯复配后在基础油PAO10中的摩擦学性能;采用扫描电子显微镜对磨损表面形貌进行分析。结果表明:合成的含氮硼酸酯与磷酸酯复配后表现出比其单剂更优异的抗磨减摩性能,两者在摩擦学性能上具有很好的协同效应;极压性能随着磷元素含量的减少而变差;含氮硼酸酯与磷酸酯复配后可使摩擦副表面磨痕变浅,磨斑减小。     

纳米Sn粒子的制备及其作润滑油添加剂的摩擦学性能研究

用化学还原法制备了表面经油酸修饰的纳米Sn粒子,并在透射电镜(TEM)下观测到所制备的纳米Sn粒子呈球形、平均粒径为20 nm。在MSR-10D四球摩擦磨损试验机上考察了纳米Sn粒子作为CF-4 15W/40润滑油添加剂的摩擦学性能,并在扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)上对钢球磨斑表面进行了形貌观测和表层成分分析。试验结果表明,纳米Sn粒子作为润滑油添加剂具有一定的减摩性能和较好的抗磨性能,当所添加的体积分数仅为0.1%时,添加纳米Sn粒子润滑油的摩擦力比基础油降低了16.64%,其磨斑直径比基础油减小了38.4%。分析认为,纳米Sn粒子通过隔离摩擦表面而改善了润滑油的减摩抗磨性能。     

含丁辛基二硫代磷酸锌润滑油在磁场中的摩擦学性能

为研究磁场对含丁辛基二硫代磷酸锌(T202)润滑油摩擦学性能的影响,用改进后的四球摩擦磨损试验机考察有无磁场条件下T202在150SN基础油中的摩擦磨损性能,用扫描电子显微镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)对比分析试件磨斑表面形貌及其典型元素的化学状态,并初步探讨摩擦机制。摩擦学性能测试结果表明,磁场条件下测得的摩擦因数和磨斑直径均比无磁场时小;XPS分析表明,含T202润滑油润滑时磨痕表面发生了复杂的摩擦化学反应,磁场有利于T202中S、O、P、Zn元素与金属表面的结合,促进了金属表面化学反应膜的生成和对金属表面的改性而起到润滑增效的作用。     

表面修饰硼酸镁纳米微粒的制备及其在水中的润滑性能

用化学沉淀法制备了油酸三乙醇胺修饰的硼酸镁纳米微粒,并用透射电子显微镜、X射线衍射仪和红外光谱仪等对微粒进行了表征;采用四球摩擦磨损试验机研究了其在水溶液中的润滑,用扫描电子显微镜观察了磨斑表面形貌,用x射线光电子能谱分析了磨斑表面的化学成分。结果表明：所制备的硼酸镁纳米微粒粒径为40-60nm,并且表面修饰剂与纳米微粒发生了化学反应;纳米微粒在摩擦副表面形成了一层润滑膜;在摩擦副表面检测出镁、硼、铁等的氧化物,这些氧化物保护膜起到良好的润滑作用。     

表面纳米化纯钛的摩擦磨损性能

利用阳极氧化法在钛表面制备具有不同管径的TiO2纳米管层,分别在大气及润滑液环境里,以球/平面接触方式,在PLINT高精度液压伺服式微动磨损试验机上,对经阳极氧化处理的纯钛(对磨偶件为12mmGCr15钢球)在40N的法向载荷下进行微动磨损试验,对试样表面形貌和显微硬度进行分析,采用轮廓仪、扫描电子显微镜和X射线能量色散谱仪对磨斑进行分析。结果表明:润滑时,试样的摩擦因数和磨损深度均小于干摩擦时;大管径试样在润滑下的摩擦因数最低,磨损程度也最小,当管径增至一定值(如100nm)时磨损趋缓;干摩擦下,钛表面纳米管的存在降低了摩擦因数,减小了磨损,但纳米管径大小对其磨损过程没有明显影响;纳米管层的磨损的机制为磨粒磨损、疲劳磨损、黏着磨损及氧化磨损。     

纳米CaCO3、Cu混合物润滑油添加剂的摩擦学性能

采用纳米碳酸钙、纳米铜粒子混合物作为润滑油添加剂,利用四球摩擦磨损试验机考察了含纳米碳酸钙、纳米铜粒子添加剂的润滑油的摩擦学性能;用扫描电子显微镜（SEM）考察了磨痕表面的形貌;用原子力显微镜和扫描电子显微镜（SEM）观察分析了在磨损表面纳米粒子的形态与分布。研究结果表明,纳米碳酸钙、纳米铜的混合粒子的总添加量为0.6％,质量比为1：1时,润滑油具有最佳的摩擦学性能;润滑油中纳米碳酸钙、纳米铜混合物粒子添加剂的优良摩擦学性能与纳米粒子在表面存在形态相关。