1,4-双(二硫代甲酸乙酸酯基)哌嗪衍生物的合成与摩擦学性能研究

合成了5种新型无灰无磷环境友好润滑油添加剂1,4-双(二硫代甲酸乙酸酯基)哌嗪衍生物,采用1H NMR、13C NMR、IR、UV-vis、MS和元素分析对其结构进行了表征,在热重分析仪上考察了其热稳定性能,并利用四球摩擦磨损试验机考察了其在液体石蜡中的极压性能和抗磨性能.结果表明,此类添加剂有较高的热稳定性和很好的承载能力,可以明显改善液体石蜡的抗磨性能.     

金属多氮唑骨架材料(MAF-6)作为棉籽油添加剂的摩擦学性能

采用模板剂法合成金属多氮唑骨架材料(MAF-6),通过SRV-V高频线性往复摩擦磨损试验机研究其作为润滑油固体添加剂的摩擦学性能。利用3D白光干涉仪、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱分析(EDS)等表征手段分析磨损表面形貌及元素分布,探讨MAF-6的润滑机制。结果表明:MAF-6作为添加剂能有效提高棉籽油的抗磨性能,MAF-6质量分数为0.50%时油品表现出最佳的抗磨性能;在高往复频率和运行载荷下MAF-6的抗磨效果更显著,在最佳添加量下可使基础油抗磨性能提升30%以上。磨损表面EDS元素分析发现,MAF-6的特征元素转移到了摩擦副表面,这表明MAF-6良好的抗磨性能主要与其柔性晶体结构和在摩擦副表面形成的物理吸附膜有关。     

羟基硅酸镁和MoDTC复合添加剂的减摩抗磨性能

采用MMW-1A型立式万能摩擦磨损试验机分别考察羟基硅酸镁超细粉体以及羟基硅酸镁超细粉体复合MoDTC作为基础油PAO4添加剂的摩擦学性能,借助金相系统显微镜、扫描电子显微镜(SEM)以及能量色散谱仪(EDS)对摩擦表面进行观察表征及组成分析。结果表明:羟基硅酸镁超细粉体可改善PAO4的减摩抗磨性能,但摩擦表面仍存在明显划痕及凹坑;质量分数0.25%的羟基硅酸镁超细粉体与0.3%的MoDTC组成的复合添加剂,可明显改善PAO4的减摩抗磨性能,相比于PAO4基础油和仅添加质量分数0.25%的羟基硅酸镁超细粉体的润滑油,摩擦因数分别降低了32.75%和17.87%,磨斑直径分别下降了53.16%和32.04%;复合添加剂对磨斑表面形貌的改善效果更为显著,其在摩擦表面形成了一层富含C、O、Mo、S、Mg、Si等元素的修复层,且2种添加剂在摩擦过程中优势互补,起到了相互促进的协同作用。     

银吡唑甲基吡啶配合物的制备及其摩擦学性能研究

针对润滑油高温润滑性能突变失效问题,设计制备3种高温自适应的微纳米级别的银吡唑甲基吡啶配合物（配合物1[Ag(LMe)\]2(BF4)2,配合物2[Ag(Li-Pr)n](BF4)n和配合物3[Ag(LMe)(NO3)]2）;考察银吡唑甲基吡啶配合物作为润滑油添加剂的摩擦学性能,并分析其摩擦磨损机制。结果表明：配合物1、2在200~400 ℃温度区间内表现出良好的抗磨减摩性能,而配合物3由于严重的团聚现象,并没有起到预期的抗磨减摩效果;具有层状结构的配合物1的抗磨减摩效果最好,其质量分数为0.5%时的润滑油的润滑性能最好。热重分析结果表明,银吡唑甲基吡啶配合物在高温下生成的银微粒能够有效填补摩擦表面的凹坑,使摩擦副的磨损形式由二体磨损向三体磨损,降低材料表面的磨损程度。因此银吡唑甲基吡啶配合物可作为可控后备润滑添加剂。     

油酸镁的制备及抗磨性能研究

以油酸和氧化镁为原料在165℃下制得了油酸镁,利用红外光谱对其分子结构进行了表征,将油酸镁加入液体石蜡基础油中,发现其在液体石蜡中可稳定分散。用四球摩擦磨损实验机对油酸镁的摩擦学性能进行了考察,并用SEM和EDS对磨斑表面进行了研究。结果表明,油酸镁质量分数为3%时,可使液体石蜡基础油的磨斑直径降低32%;含油酸镁的液体石蜡润滑时,在摩擦表面发生了复杂的化学反应,生成的反应膜使润滑油具有良好的抗磨性能。     

纳米蒙脱石添加剂对45~#钢摩擦副摩擦学性能的影响

将KH550偶联剂修饰的纳米蒙脱石(MMT)按不同质量分数加入150N基础油中,制备质量分数1%~5%的5种纳米MMT润滑油体系,采用MMU-10G摩擦磨损试验机考察纳米MMT对45#钢摩擦副减摩抗磨性能的影响,采用SEM和EDX等分析试样形貌与表面元素成分的变化,分析影响摩擦学性能的机制。结果表明:质量分数3%的纳米MMT润滑油和具有最好的抗磨减摩性能,相对于基础油润滑体系,可使金属摩擦副磨损失重量最小降低45.5%;所有试样表面均形成了以MMT特征元素和Fe元素为主体组成的自修复膜层,使试样磨损损失获得补偿,其中质量分数3%的纳米MMT润滑油润滑时摩擦副表面MMT特征元素的含量最高,故试样磨损率最小;纳米MMT润滑体系润滑时的摩擦因数均低于纯基础油,但是不同含量的纳米MMT对改善45#钢摩擦副的减摩性没有明显的区别。     

核壳型硼酸钙/SiO2复合微球的制备及摩擦学性能研究

以硼砂、硝酸钙和正硅酸乙酯为原料,在温和条件下制备核壳型硼酸钙/SiO2复合微粒。利用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和红外光谱(FT0IR)研究复合微球的结构,发现SiO2包覆于硼酸钙的表面。将油酸修饰的复合微粒分散于液体石蜡中,利用四球摩擦试验机在载荷392 N、转速1 450 r/min、时间30 min的条件下考察其摩擦学性能。结果表明,该复合微粒具有良好的摩擦学性能,其中质量分数1.0%的复合微粒可使液体石蜡的磨斑直径从0.7 mm降低到0.5 mm,摩擦因数从0.09降低到0.05。含硼酸钙/SiO2复合微粒的液体石蜡润滑时,磨痕表面生成含B、Fe和Si的摩擦膜,从而起到减摩抗磨的作用。     

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.     

纳米Fe_3O_4/油酸添加剂对磨损表面的修饰作用

采用水热法合成了在液体石蜡中具有良好亲和性和稳定性的Fe3O4/油酸(OA)纳米粒子。四球测试实验结果表明:Fe3O4/OA纳米粒子作为液体石蜡添加剂具有良好的摩擦学性能。当Fe3O4/OA的添加量为0.25%时,可使摩擦因数和磨斑直径分别减小68.2%和16.9%。试球磨斑表面的SEM分析表明:Fe3O4/OA纳米粒子在磨损表面微观缺陷区域有良好的表面修饰作用,避免了摩擦副的直接接触,减少了摩擦界面的黏着磨损,进而有效地提高了液体石蜡的摩擦学性能。     

层状硅酸钙作为润滑添加剂的减摩抗磨性能研究

制备出油酸改性的层状硅酸钙材料,用四球机和面摩擦试验机考察改性层状硅酸钙材料作为润滑添加剂在液体石蜡中的抗磨减摩作用,并通过扫描电子显微镜观察分析磨损表面形貌.结果表明:所制备的改性层状硅酸钙材料在基础油中有较好的分散稳定性,在适宜添加量范围内和一定的载荷下可以明显增强液体石蜡的减摩抗磨性能;层状硅酸钙层间易滑动,作为润滑添加剂可使摩擦因数降低;晶体结构发生挤压变形,以片状形式脱落,并在摩擦表面形成含有Ca和Si的润滑膜,起到良好的抗磨作用;层状硅酸钙特殊的层状结构,是其具有优良减摩抗磨性能的原因.