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。     

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。     

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。     

非硫磷有机钼的摩擦学性能研究

目的 研究非硫磷有机钼的摩擦学性能,以满足发动机润滑油低黏度化发展的需求。方法 实验室合成了一种新型不含硫磷元素的油溶性有机钼添加剂（SPFMo）,并将其按照不同质量分数添加到0W20润滑油中,利用四球摩擦磨损试验机,详细分析了不同SPFMo添加量、温度、载荷和速度对SPFMo在0W20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磨痕形貌和成分进行分析。 结果 SPFMo具有优异的减摩抗磨性能,可以使0W20的摩擦系数和磨斑直径均减小,摩擦过程中Mo元素会发生富集,生成包含MoS2、MoO3等物质的摩擦化学反应膜,从而实现减摩、抗磨和自修复。确定了SPFMo在0W20中可以发挥良好摩擦学性能的添加量和使用温度区间分别为0.25%~0.5%和100~130 ℃,120 ℃时,0.5%SPFMo能够使0W20润滑油的COF降低27.5%,磨斑直径降低7.8%。0W20+0.5%SPFMo润滑油的COF,随着温度的升高先减小后增大,随着转速的增大而减小,随着载荷的增大而增大;0W20+0.5%SPFMo润滑油的磨斑直径,随着温度的升高先减小后增大,随着转速和载荷的增大而增大。结论 SPFMo的添加可有效提高润滑油的摩擦学性能,研究结果可为新型发动机低黏油润滑添加剂的设计和选择提供参考。     

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。     

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。     

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。     

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。     

车辆润滑油极压抗磨添加剂的性能及其复配效应

现代科学技术的进步，使机器设备正朝着高速、重载和高精度方向发展，而润滑油品的质量是决定机器设备运行可靠性和延长其使用寿命的重要因素之一，而改进润滑油添加剂的性能并开发其复配技术，则是提高油品质量的关键。本文就一些常见的极压抗磨剂的性能，与其他添加剂之间的复配效应以及在边界润滑和混合润滑状态下，与摩擦表面形成的化学保护膜的形、价态、结构等特性进行了分析和归纳，并提出系统地研究添加剂间的复配效应以及与不同摩擦副材料、改性层、涂层间的协同效应，是今后应值得重视的课题。     

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。     

Tribological behaviour of oil-soluble organo-molybdenum compound as lubricating additives

A four-ball machine was employed to investigate the tribological performances and the synergetic function of organo-molybdenum compounds (molybdenum dialkyl-dithiophosphate and molybdenum dithiophosphate, coded as MoDDP and MoDTP, respectively) as additives in liquid paraffin. The morphologies of the worn surfaces and elemental distributions were observed and determined by means of scanning electron microscopy and energy dispersive spectrometry. The chemical states of some typical elements on the worn surface were analyzed on X-ray photoelectron spectroscope. The results show that MoDDP and MoDTP additives in liquid paraffin have excellent antiwear and friction-reduction properties, which are attributed to the reaction film composed of MoS2, FeS and MoO2, and the deposited film composed of phosphate on the worn surface. Moreover, these two additives have synergetic friction-reducing and antiwear effect, which is closely related to the chemical states of S on the worn surface.     

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。     

含磷极压抗磨剂抗微点蚀性能评价和机理分析

目的 评价三种含磷极压抗磨剂的抗微点性能并分析其作用机理。方法 使用MPR模拟微点蚀试验机考察三种含磷极压抗磨剂（磷型P-1、硫磷型P-2、分散型P-3）的抗微点蚀性能。使用四球试验机、铜片腐蚀试验仪、烘箱、油膜厚度测试仪等,评价添加剂的摩擦、抗腐蚀、抗氧化性能及油膜形成能力,分析添加剂抗微点蚀性能与上述性能之间的关系。借助SEM测试分析不同添加剂的抗微点蚀机理。结果 添加P-3的润滑油GO-3的综合性能最好,GO-3具有良好的抗微点蚀性能,9 h MPR试验的辊子轨道宽度变化率为35.87%。GO-3具有良好的极压抗磨减摩性能,四球机试验测得其最大无卡咬负荷为1441.6 N,磨斑直径为0.38 mm,在试验载荷大于294 N时,其摩擦系数最低。GO-3的抗腐蚀性能良好,铜片腐蚀试验级别为1b。GO-3的氧化腐蚀性低,烘箱氧化试验中钢片评分为1分,且无油泥产生。GO-3的油膜形成能力强,60~120 ℃时弹性流体润滑油膜的厚度为371.2~153.6 nm。结论 分散型磷氮极压抗磨剂P-3化学活性适中,可以避免在摩擦表面发生严重腐蚀或剧烈摩擦化学反应,具有良好的承载、减摩、抗磨和抗微点蚀性能。     

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。     

在有机添加剂存在的情况下共沉淀制备纳米Fe3O4及其性能

在有机添加剂甲基丙烯酸乙酯存在的情况下,采用共沉淀方法从Fe2 与Fe3 的水溶液中制备了Fe3O4纳米粒子.分别通过X射线衍射、透射电镜研究了其结构与形貌.结果表明:当溶液中甲基丙烯酸乙酯浓度为0.015 mol/L时,所制备的纳米粒子为单一的Fe3O4相;粒子呈球形,半径大约为15～30 nm.同时,采用振动样品磁强计对Fe3O4纳米粒子的磁性能进行了表征.结果显示,在不同温度下测得的M-H/T曲线与温度无关,表明该粒子具有典型的超顺磁性.