微纳米ZnO在PEG400中的原位合成及其摩擦学性能研究

采用微波辅助加热原位高温分解的方法制备ZnO微纳米微粒,利用XRD、FESEM分析仪器对其结构形貌进行表征.利用四球摩擦磨损试验机考察ZnO微纳米微粒作为PEG400添加剂的摩擦学行为,并用扫描电子显微镜(SEM)和X-射线光电子能谱(XPS)等现代分析手段对钢球摩擦表面进行分析.结果表明:所制备的ZnO微纳米颗粒平均粒径在0.5～1μm之间,是由大量直径在50 nm左右的小颗粒组成;其作为润滑添加剂能够明显提高聚乙二醇400的减摩性能,并在低载荷时具有较好的抗磨性能;其摩擦机制为ZnO微纳米颗粒在摩擦过程中在钢球摩擦副表面沉积下来,生成由氧化锌、氧化铁及有机吸附物组成的具有良好摩擦学性能的润滑防护膜,从而改善了PEG400的摩擦学性能.     

离子液体修饰的碳纳米管在脂中的摩擦学性能研究*

以聚α烯烃(PAO40)为基础油,锂钙皂为稠化剂,离子液体修饰碳纳米管为添加剂制备复合锂-钙脂,并对其滴点、抗腐蚀性、导电性进行测试。用FT-R400高速往复摩擦磨损试验机考察该润滑脂的摩擦磨损性能。利用扫描电子显微镜(SEM)观察磨斑表面形貌。结果表明:离子液体修饰碳纳米管提高了润滑脂的导电和摩擦学性能;低碳链的离子液体修饰剂对提高润滑脂的导电性效果明显,而长碳链的离子液体修饰剂对提高润滑脂的减摩抗磨性能更有效,这些归因于碳纳米管与离子液体极性的相互作用提高了润滑脂的导电和摩擦学性能。     

六方氮化硼负载纳米铜润滑添加剂的制备及其摩擦学性能研究

采用水热吸附及热解还原制备六方氮化硼负载纳米铜复合润滑添加剂(Cu/h-BN),利用透射电镜(TEM)、X射线衍射仪(XRD)、热重分析仪(TGA)以及红外光谱仪(FT-IR)对样品进行表征.将纳米润滑添加剂分散到聚α-烯烃(PAO10)中,采用球盘摩擦试验考察其摩擦学性能.采用扫描电子显微镜(SEM)对典型的磨痕进行...     

纳米碳酸钙的共沉淀法合成及摩擦学性能研究

以油酸为表面活性剂,利用共沉淀合成法制备纳米碳酸钙颗粒。通过场发射扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和红外光谱仪(FT-IR)对产物的形貌和结构进行表征,研究发现纳米碳酸钙颗粒呈球形,分布均匀,平均粒径约为30 nm,晶型为球霰石。将纳米碳酸钙颗粒加入到菜籽油中,考察其分散稳定性,利用四球摩擦试验机考察其摩擦学性能。结果表明:共沉淀法制备的油酸修饰纳米碳酸钙在菜籽油中具有良好的分散性,分散稳定性也有改善和提高;纳米碳酸钙具有一定的减摩和抗磨性能,这是由于摩擦磨损过程中添加剂中的Ca元素在摩擦表面形成了沉积膜,从而降低了摩擦磨损。     

碳黑对MoS2纳米润滑油的摩擦磨损性能影响

以PAO6润滑油为基础油,MoS2为纳米添加剂,制备质量分数为0.02％的纳米润滑油.通过自主研制的缸套-活塞环摩擦实验台,对添加不同浓度碳黑颗粒的MoS2纳米添纳米润滑油的摩擦学性能进行研究;通过电子扫描显微镜(SEM)对缸套表面磨痕进行观察.结果表明,低浓度的碳黑(0.01wt％和0.1wt％)可以进一步改善纳米润...     

几种润滑油添加剂与等离子渗氮层的交互作用研究

研究等离子渗氮GCr15钢与GCr15钢基材在添加硫化异丁烯(SO)、磷酸三甲酚脂(TCP)、硫代磷酸胺盐(SPN)、二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)的PAO润滑下的摩擦磨损性能.利用脉冲直流等离子渗氮炉对GCr15钢进行离子渗氮处理,采用X射线衍射(XRD)分析离子渗氮层的相组成,利用显微硬度计测量渗氮前后的表面硬度值,在四球摩擦磨损试验机上考察GCr15钢渗氮处理前后在添加SO、TCP、SPN、ZDDP的PAO润滑下的摩擦磨损性能,通过扫描电子显微镜(SEM)和能量散射谱(EDS)分析其摩擦学作用机制.结果表明:离子渗氮处理明显提高了GCr15钢的表面硬度值和摩擦磨损性能;含硫、磷添加剂具有良好的减摩性能和抗磨性能,并能与渗氮层发生交互作用,尤其是TCP的效果最明显.     

油胺修饰镍纳米粒子在锂基脂中的摩擦学性能*

为提高镍纳米粒子作为润滑脂添加剂的减摩和抗磨能力,采用油胺对其进行修饰以减少团聚,通过SEM、FT-IR和XRD对OA-Ni的微观形态和结构进行了表征,利用四球摩擦试验机和TE77往复摩擦试验机考察表面修饰的镍纳米粒子(OA-Ni)对锂基润滑脂摩擦学性能的影响,并探讨其在润滑脂中的减摩抗磨机制。结果表明:制备的油胺修饰镍纳米粒子呈不规则的圆片状,粒径约为100 nm,在润滑脂中有良好的分散性;经油胺表面改性的镍纳米粒子能有效改善锂基脂的摩擦学性能,抗磨和减摩性能分别提升了36.6%和15%。磨损表面分析结果表明,在摩擦过程中油胺修饰的镍纳米粒子在摩擦表面形成了主要成分为Fe2O3、 Fe3O4、NiO、Ni2O3等金属氧化物的摩擦化学膜,提高了锂基脂的摩擦学性能。     

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。     

DLC薄膜的表面形貌及其摩擦学性能研究

以真空蒸发碳离子束辅助镀膜法制备了DLC薄膜，通过原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)观察了该薄膜的表面形貌，对该薄膜的表面形貌对其摩擦学行为的影响进行了研究。研究发现：用真空蒸发碳离子束辅助镀膜的方法制备的类金刚石薄膜表面光滑，颗粒均匀，粒度小，摩擦因数降低；DLC薄膜比弹簧钢片及Ti6Al4V球基体耐磨；DLC薄膜的摩擦学性能在摩擦过程中会进一步改善。     

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。     

镶嵌MoS2的Al2O3/TiC基陶瓷刀具材料微孔表面摩擦磨损性能研究

采用Nd:YAG激光器在Al2O3/TiC陶瓷刀具材料表面加工出不同密度的微孔,并涂覆填装MoS2固体润滑剂,在UMT-2摩擦磨损试验机上进行往复摩擦试验,研究其在不同载荷和速度下的摩擦磨损性能,通过白光干涉仪、光学显微镜和扫描电镜观察激光织构化后表面特征和磨损后表面形貌。结果表明:激光织构化后,陶瓷材料表面发生了氧化;在相同的实验条件下,与光滑表面相比较,填装MoS2固体润滑剂的微孔表面能够有效地降低摩擦因数,减小磨损率。这主要是由于填装在微孔中的润滑剂在摩擦作用下涂覆到基体表面,形成润滑膜,起到减摩降磨作用,同时激光加工后微孔周围凸起及氧化后形成的摩擦特性优良的TiO2也能起到良好的减摩降磨效果。通过对磨损形貌分析,光滑表面磨损较为严重,有大量的犁沟产生,主要的磨损形式为磨粒磨损及脆性断裂;微孔表面磨损较为轻微,其主要磨损发生在微孔周围。     

射频磁控溅射法制备MoS2/SiC双层薄膜

采用射频磁控溅射法在室温、500℃的单晶硅和GCr15钢基体上制备了MoS2/SiC双层薄膜,并借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜、摩擦磨损试验机以及划痕仪等研究了薄膜的结构、形貌、成分、摩擦学性能以及薄膜与基体的结合力。结果表明:当衬底温度为500℃时制备的MoS2/SiC双层薄膜表面致密平整,两层薄膜之间界面平直,膜厚约为0.8μm;该双层膜的摩擦因数低,耐磨性好;添加中间层可提高薄膜与基体的结合力。     

不同润滑条件下HIP-Si3N4/GCr15摩擦副摩擦特性的研究

在干摩擦、水润滑、锂基脂润滑和锂基脂＋MoS2润滑不同条件下,利用MPX-2000型盘销式摩擦磨损试验机,对HIP－Si3N4/GCr15摩擦副进行了摩擦磨损性能的对比试验研究,通过扫描电子显微镜对试件的表面形貌进行观察分析。结果表明:磨损速率的表现,Si3N4为水润滑＞干摩擦＞锂基脂润滑＞锂基脂＋MoS2润滑;GCr15为干摩擦＞水润滑＞锂基脂润滑＞锂基脂＋MoS2润滑。在锂基脂＋MoS2润滑条件下,HIP－Si3N4/GCr15摩擦副摩擦特性最佳。     

射频磁控溅射法制备二硫化钼薄膜

用射频磁控溅射法在GCr15钢表面制得了MoS2薄膜。通过扫描电镜、摩擦磨损以及划痕试验仪研究了工艺参数对薄膜形貌和性能的影响。结果表明:采用射频溅射法,在功率200W、工作气压3Pa、时间2h条件下制备的MoS2薄膜性能最佳;沉积过程中沉积原子从衬底表面获得足够的扩散能量时薄膜按层状模式生长,扩散能量不足时薄膜按层岛复合模式生长;MoS2薄膜摩擦因数低,具有优良的摩擦学特性。     

Characterization and tribological investigation of self-assembled lanthanum-based thin films on glass substrates

Rare-earth (RE) (lanthanum-based) thin films were prepared on hydroxylated glass substrates by a self-assembling process from specially formulated solution. Atomic force microscope (AFM) and X-ray photoelectron spectrometry (XPS) and scanning electron microscope (SEM) are used to characterize the thin films. The tribological properties of the as-prepared thin films sliding against a steel ball were evaluated on a friction and wear tester. The tribological experiment shows that the friction coefficient of glass substrate reduced from 0.85 to 0.13 after the formation of RE self-assembled film (SAM) on its surface. And the RE self-assembled film has longer wear life (2880 sliding pass). It is demonstrated that RE self-assembled film exhibited good wear resistant property. The superior friction reduction and wear life of RE films are attributed to good adhesion of the film to the substrate and special characteristic of the RE elements.     

Tribological Performance and Mechanism of Phosphate Ionic Liquids as Additives in Three Base Oils for Steel-on-aluminum Contact

Butylammonium dibutylphosphate and tetrabutylammonium dibutylphosphate ionic liquids (ILs) were evaluated as antiwear additives for steel-on-aluminum contact in three different base oils, a polyalphaolefin, an ester oil and an IL 1-methy-3-hexylimidazolium hexafluorophosphate, respectively, with similar viscosity and different polarities. The friction experiments were carried out on an Optimal SRV-IV oscillating reciprocating friction and wear tester at room temperature. Results indicate phosphate ILs can effectively improve the tribological properties of the base oil, especially the antiwear property, as additives for steel/aluminum contacts. For the base oils PAO10 and PAO40 with different viscosities, the higher viscosity of PAO40 can be beneficial to reducing the friction coefficient. The worn surface morphologies and chemical compositions of wear scars were analyzed by a JSM-5600LV scanning electron microscope and PHI-5702 multifunctional X-ray photoelectron spectrometer (XPS). The XPS analysis results illustrate that the phosphate IL additives in the base oils with different polarities exhibit the same tribological mechanism. A synergy exists between the adsorbed layers and boundary-lubricating films generated from the tribochemical reaction of IL and the substrate surface, which may reduce the friction coefficient and wear volume of the friction pairs.     

碳酸钙纳米粒子润滑油添加剂的制备及其摩擦学性能的研究

本文利用十二烷基硫酸钠/异戊醇/环已烷/水微乳液体系制备了碳酸钙纳米粒子,用透射电镜(TEM)、X—射线衍射仪(XRD)和动态光散射仪(DLS)测定其物理形态,并将其作为添加剂分散到500SN基础油中,用四球实验机考察了其摩擦学性能和用X—射线光电子能谱仪(XPS)对磨斑表面进行分析。实验结果表明:所制备的碳酸钙纳米粒子的粒径约为13nm、呈球形和六方型晶体结构,具有较好的单分散性;具有较好的摩擦学性能,少量的碳酸钙纳米粒子即可提高润滑油的抗磨减摩性能。其摩擦机理是在磨斑表面形成了含有碳酸钙和由其分解而成的氧化钙的保护膜,从而表现出较好的摩擦学性能。     

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。     

An investigation on tribological properties of graphite nanosheets as oil additive

Graphite nanosheets with average diameter of 500 nm and thickness about 15 nm were prepared by stirring ball milling. The tribological behavior of the graphite nanosheets as additive in paraffin oil were investigated with a four-ball and a pin-on-disk friction and wear tester. The wear surfaces of the steel ball lubricated with the additive-containing paraffin oil were analyzed by means of scanning electron microscopy (SEM). It has been found that the graphite nanosheets as additive in oil at proper concentration show better tribological properties than pure paraffin oil. The load-carrying capacity and antiwear ability of the lubricating oil were improved. Moreover, the friction coefficient of the lubricating oil was decreased by the addition of the graphite nanosheets. The optimal concentration of the additive in paraffin oil is about 1.0 × 10⁻² wt.%.     

WC-10Co-MoS2@Ni自润滑硬质合金与钛合金的摩擦学性能研究

为探究WC-10Co-MoS2@Ni自润滑硬质合金与TC4钛合金的摩擦学性能，通过热压烧结制备不同含量MoS2@Ni的硬质合金试样，采用扫描电子显微镜、三维轮廓仪、维氏硬度计等分析自润滑硬质合金的组织结构和力学性能，利用往复式摩擦试验机研究干摩擦、切削液环境和深冷环境下硬质合金与钛合金的摩擦学性能。结果表明：随着硬质合金中MoS2@Ni含量的增加，表面孔隙减少，力学性能缓慢下降；在干摩擦、切削液环境和深冷环境下，摩擦因数均随MoS2@Ni含量的增加而降低；钛合金和硬质合金在干摩擦时由于钛合金的黏附，阻碍了MoS2发挥润滑作用，磨损形式以黏着和氧化为主；在切削液环境中磨损形式以磨粒磨损和黏着磨损为主，而在深冷环境下减少了氧化和黏着，其磨损形式主要为磨粒磨损，并伴有分层磨损现象。