磁性液体摩擦学性能研究

在溶液中原位合成了含磁性纳米微粒的磁性液体,利用MRH-3高速环块摩擦试验机考察了液体石蜡基磁性液体的摩擦学性能.结果表明:制备的磁性液体颗粒大小均匀, 粒径分布窄,在液体石蜡中具有良好的分散稳定性;磁性液体的减摩和抗磨能力随着其密度的增加而增加;在相同试验条件下,磁性液体比液体石蜡具有更好的减摩和抗磨性能,并具有更高的承载能力.     

高粘度磁性液体的制备研究

采用直流电弧等离子体法 ,分别在 1个大气压的H2 +Ar和CH4+He混和气氛中制备了Fe、Ni、Fe-Ni合金磁性超微粒子 (UFP)。利用Fe、Ni、Fe-Ni合金超微粒子 ,选择适当的表面活性剂和载液 ,制备了高粘度磁性液体(ML) ,常温 (2 5℃ )粘度为 (2 6～ 6 0 )× 10 5mPa·s,高温 (85℃ )粘度为 (1 0～ 3 2 )× 10 5mPa·s,室温下饱和磁化强度为FeML 2 4 0 8～ 6 8 0 0Am2 /kg,NiML 10 19～ 17 83Am2 /kg,Fe-NiML 2 6 2 1～ 75 13Am2 /kg     

基于纳米磁性液体磁特性的演示试验研究

根据纳米磁性液体在外加磁场条件下的磁场可视特性,搭建了纳米磁性液体磁特性的演示试验装置。利用此试验装置,可演示纳米磁性液体在圆锥螺旋塔下的形状变化及运动变化,圆锥螺旋塔周围的磁场强度变化导致了这种变化和运动,而这种变化和运动又可以反映圆锥螺旋塔周围的大致磁场空间分布。从物理学角度,定性地分析了这种变化和运动。该演示试验能够激发学生深入研究相关知识的兴趣,对于提高学生学习相关科学文化知识的热情有重要作用。     

磁性液体性能显示装置设计

针对目前磁性液体性能演示装置的缺点，设计了新的性能显示装置。通过电磁铁的往复运动改变它与磁性液体之间的距离，从而使磁性液体的表面出现周期性的变化。     

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。     

磁性液体中纳米颗粒分散稳定性及外加磁场下的摩擦学性能研究

为研究磁性液体在磁场中的润滑性能,将制备的油酸修饰的纳米Fe3O4磁性颗粒分散于聚α-烯烃合成油中,制备了含纳米Fe3O4的聚α-烯烃合成油基磁性液体;在高速离心机上考察了磁性液体的分散稳定性,在改造的环块摩擦磨损试验机上评价了不同外加磁场强度下的磁性液体抗磨减摩性能.结果表明:所制备的磁性液体分散稳定;外加磁场提高了磁性液体的抗磨减摩性能,随着外加磁场强度的增加,磁性液体的抗磨减摩性能明显提高.     

磁性润滑脂抗磨减摩性能的试验研究

以Fe3O4磁性微粒为添加剂制备了一种磁性润滑脂,在摩擦磨损试验机上考察了其摩擦学特性,并分析了其抗磨减摩机制.结果表明:Fe3O4磁性润滑脂对负荷的适应性较好,特别是在较大载荷、中高转速情况下,具有很好的抗磨性.     

全氟聚醚油基磁性液体的制备及耐腐蚀性能研究

采用电弧放电法,在50%CH4+20%H2+30%Ar的混合气氛中制备了C包覆Ni纳米粒子.以C包覆的Ni纳米粒子为磁性粒子、油酸为表面活性剂、全氟聚醚油和少量硅脂的混合液为基液制备了耐腐蚀、高粘度全氟聚醚油基磁性液体.制备的全氟聚醚油基磁性液体具有较好的耐腐蚀性能,磁性液体在25 ℃粘度为9～25 Pa·s,在85 ℃粘度为2～16 Pa·s,室温下饱和磁化强度为5.19～17.83 A·m2/kg.     

磁性液体及其密封应用研究综述

介绍了纳米磁性液体的特性及其应用，磁性液体在动密封方面的应用尤为重要。综述了磁性液体科学技术在国内外的研究现状及存在的问题，提出了磁性液体密封的研究方案与技术路线，指出了该领域的主要课题及创新方向。     

压缩机活塞杆磁性液体密封设计与试验研究

为探索往复密封的新方法,对2D25W-69、2.2～8.8压缩机活塞环进行往复密封研究.分析传统的往复密封方式和磁性液体往复密封的缺陷,提出组合往复密封结构的观点.针对2D25W-69、2.2～8.8压缩机活塞环工况条件,设计出三种磁性液体组合密封结构:三斜口填料-磁性液体组合密封结构,C形滑环-磁性液体组合密封结构和改进后的C形滑环-磁性液体组合密封结构.从理论上分析上述三种磁性液体组合密封结构的磁场分布和密封耐压能力.在试验方面,设计、安装了磁性液体往复密封试验台;在设计的往复密封试验台上,测试三种组合密封结构的密封性能.试验结果表明:改进后的C形滑环-磁性液体密封结构具有一定的实际价值.     

磁场作用下磁流体粘度特性的研究

采用自制的试验设备研究了磁流体的粘度与外加磁场及温度的关系。结果表明：磁流体的粘度随温度的增加而减小;当环境温度一定时,在磁场的作用下磁流体的粘度会增加,粘度的大小与磁场作用的时间有关;磁场作用达到一定时间后,磁流体的粘度达到稳定;随着磁场的增加,磁流体的粘度增加,当磁场达到一定强度后粘度不再增加。     

均匀梯度磁场作用下的磁性流体摩擦性能试验研究

采用激光微加工技术制作不同孔径与密度的表面织构的摩擦副试样,设计制造一对可产生均匀梯度磁场的亥姆霍兹线圈,将其安置于改造后的UMT3摩擦试验机中,使摩擦副能在均匀梯度磁场内进行摩擦试验。以磁性流体为润滑油,考察不同载荷、运动频率下,不同表面织构的摩擦副试样在均匀梯度磁场作用下的摩擦性能。结果表明:适当孔径与密度的表面织构能提高磁性流体的摩擦性能;摩擦副表面织构在均匀梯度磁场作用下抗磨性能和极压性能明显提高;摩擦因数随均匀梯度磁场强度的增大而显著减小。     

Synergistic Effects of MoDTC and ZDTP on Frictional Behaviour of Tribofilms at the Nanometer Scale

The layered structure and the rheological properties of anti-wear films, generated in a rolling/sliding contact from lubricants containing zinc dialkyldithiophosphate (ZDTP) and/or molybdenum dialkyldithiocarbamate (MoDTC) additives, have been studied by dynamic nanoindentation experiments coupled with a simple modelling of the stiffness measurements. Local nano-friction experiments were conducted with the same device in order to determine the evolution of the friction coefficient as a function of the applied pressure for the different lubricant formulations. For the MoDTC film, the applied pressure in the friction test remains low (<0.5 GPa) and the apparent friction coefficient is high ( > 0.4). For the tribofilms containing MoDTC together with ZDTP, which permits the applied pressure to increase up to a few GPa through some accommodation process, a very low friction domain appears (0.01 < < 0.05), located a few nanometers below the surface of the tribofilm. This low friction coefficient is attributed to the presence of MoS₂ planes sliding over each other in a favourable configuration obtained when the pressure is sufficiently high, which is made possible by the presence of ZDTP.     

羧酸基表面活性剂对磁流变液摩擦磨损性能的影响

以羰基铁粉为磁性颗粒,SiO2为触变剂,油酸、硬脂酸、月桂酸、二聚酸、聚丙烯酸分别作为表面活性剂,制备硅油基磁流变液;采用MMW-1P型多功能摩擦磨损试验机考察表面活性剂对磁流变液摩擦磨损性能的影响,采用扫描电子显微镜观察钢球磨痕表面形貌,分析硅油基磁流变液的摩擦机制。实验结果表明,羧酸基类表面活性剂的加入增加磁流变液的黏度,影响其摩擦学性能, 但磁流变液的磨损机制仍为典型的三体磨粒磨损。研究的5种表面活性剂中,硬脂酸、月桂酸减摩抗磨效果较好。     

二烷基二硫代甲酸钼(MoDTC)摩擦改进剂对GF-3等级全配方发动机油摩擦学性能的影响

利用SRV高温摩擦磨损试验机研究了二烷基二硫代甲酸钼(MoDTC)对渗氮活塞环／铸铁缸套在ILSACGF-3发动机油润滑条件下的摩擦学性能的影响。结果表明，MoDTC能与GF-3全配方发动机油中的ZDTP／磺酸钙添加剂体系产生协同作用，在活塞环和缸套表面生成减摩和抗磨的摩擦反应膜，从而显著降低并在较长时间内保持低摩擦系数(最低0．03)，同时缸套的磨损降低50％以上。     

磁性液体制备技术的发展

介绍了磁性液体的构成，回顾了其制备技术的发展历程，对各种制备方法进行了分类、比较，最后提出了对磁性液体制备技术发展方向的展望。     

表面织构特征对其摩擦润滑特性的影响

为研究织构阵列的形貌、排布方式对织构化滑动摩擦副摩擦学特性的影响,利用三维CFD仿真方法,基于Navier-Stokes(N-S)方程建立不同形貌、排布的织构阵列摩擦副的润滑模型,分析不同形貌及排布方式对压力分布和承载特性的影响;在此基础上,研究6种形貌、2种排布方式织构的润滑特性及摩擦性能。结果表明,流体流入收敛楔产生正的流体动压,流入发散楔产生负的流体动压,规则排布的织构单元摩擦性能优于错开排布的织构单元。在最优的雷诺数条件下,不同形貌的织构单元平均摩擦系数随面积率的增加而减少,菱形织构和球冠形织构面积率从4.5%增加到12.5%时,摩擦系数分别降低了81%和76%。因此,合理的选择织构形貌、尺寸有助于改善织构化滑动摩擦副的摩擦学特性。     

纳米磁性液体的制备和性能

用化学沉淀法制备的Fe3O4微粒经表面活性剂包覆后,悬浮于水载液中得到了磁性液体,研究了水基磁性液体的制备工艺和性能。用扫描电镜对磁性颗粒在水中的分散情况进行了观测,用XRD对磁性颗粒的物相进行了分析,用振动磁场测定仪测定了磁性液体的饱和磁感应强度。结果表明：通过选用理想的表面活性剂,制备出的水基磁性液体饱和磁感应强度达到15．51Gs,矫顽力和剩磁均趋于零,磁性颗粒是标准的Fe3O4纳米颗粒,粒径为13．30nm。     

磁流体制备技术的研究现状及其存在问题

根据磁性粒子种类的不同，对磁流体进行归类，并对金属类磁流体与氮化铁类磁流体的制备方法进行了系统回顾，指出了存在的问题及解决的措施，与铁氧体类磁流体相比，金属类磁流体与氮化铁类磁流体具有更高的饱和磁化强度，但是其抗氧化性较差，要实现真正的实用化，还须作进一步的完善。     

磨削液理化性能与使用性能的关系

对水基磨削液两种理化性能指标 (表面张力和摩擦系数 )与使用性能关系的研究表明 ,理化性能指标不能直接作为磨削液使用性能的评价指标 ,但可作为衡量其使用性能好坏的参考因素。