电磁效应对润滑油添加剂摩擦学性能的影响

在改进的摩擦磨损试验机上,考察电磁场作用下磷酸三甲酚酯（T306）、硫代磷酸铵盐（T307）、氯化石蜡（T301）、丁辛基二硫代磷酸锌（T202）、双辛基二硫代磷酸锌（T203）润滑油添加剂的摩擦学性能,并结合表面分析结果从电磁场的物理效应和化学效应对润滑油的润滑机制进行分析。结果表明：电磁效应有利于增强T306的抗磨性能,但会削弱T307的抗磨性能,且对这两种添加剂的减摩性能有不利影响;电磁效应有利于增强T301,T202,T203的抗磨和减摩性能。在物理效应方面,主要考虑电磁场对磨损微粒的作用力;在化学效应方面,主要从添加剂所含活性元素及其分子结构等方面考虑其与润滑性能的构性关联。     

硫元素对磷系极压抗磨添加剂摩擦学性能的影响及表面膜分析

本文选择了一种只含磷活性元素的磷酸三甲酚酯(T306)和一种同时含硫、磷活性元素的硫代磷酸三苯酯(T309)作为菜籽油的极压抗磨添加剂,在四球摩擦磨损试验机上对比了他们的摩擦学特性差异,并应用X射线吸收近边结构光谱(XANES)考察了他们形成的热膜和摩擦膜的表面典型元素的化学状态。结果表明:2种添加剂在菜籽油中都有很好的减摩抗磨以及极压性能,在392N时所有的添加量下,T306的抗磨性能均优于T309,低添加量时T306的减摩性能优于T309,而T309的极压性能优于T306。表面膜分析可以发现,2种添加剂形成的摩擦膜中磷元素的存在形式都是磷酸盐和低聚磷酸盐,T309形成的摩擦膜中硫元素的存在形式是硫酸盐以及有机硫化物。     

纳米铜添加剂与磷酸三甲酚酯复配体系的摩擦学性能

采用四球摩擦磨损试验机考察了表面修饰纳米铜添加剂（简称纳米Cu）和磷酸三甲酚酯（T306）单剂及两者复配体系的摩擦磨损性能，采用X射线光电子能谱仪（XPS）和扫描电子显微镜（SEM）对磨痕表面进行了分析。结果表明，纳米Cu具有良好的润滑性能；当其在一定浓度范围内与T306复合使用时，两者将产生协同抗磨减摩效应；且两者添加的质量分数各为0．5％时，复配体系的抗磨效果最佳。两者复合使用时，会在摩擦表面形成由单质Cu的沉积膜及FeS、SO4^2-和PO4^3-的化学反应膜组成的复合表面膜，产生了协同抗磨减摩作用。     

磁场作用下基础油和含硫代磷酸铵盐润滑油的摩擦学特性

采用改进后的四球试验机考察在有、无磁场作用下150SN基础油和含硫代磷酸铵盐(T307)抗磨添加剂润滑油的摩擦磨损性能,并用扫描电子显微镜(SEM)观察磨斑的表面形貌,分析磁场、载荷和T307的添加量对润滑油摩擦学特性的影响。结果表明：以150SN基础油为润滑介质时,与无磁场作用时相比,磁场作用下的钢球磨斑直径较小、摩擦因数较大,即磁场作用可增强150SN基础油的抗磨性能、削弱其减摩性能;以含T307润滑油为润滑介质时,磁场作用下的钢球磨斑直径和摩擦因数均大于无磁场作用时的磨斑直径和摩擦因数,即磁场作用对含T307润滑油的抗磨性能和减摩性能都有不利影响;磁场作用会影响钢球表面膜的性质和状态,不利于T307与金属表面发生摩擦化学反应形成润滑膜。     

层状磷酸锆作为润滑脂添加剂的摩擦性能

以α Zr(HPO4)·H2O（α ZrP）作为无水钙基脂添加剂,通过SRV V高频线性往复摩擦磨损试验机研究了其摩擦学性能。采用3D白光干涉仪、扫描电镜（SEM）和能谱仪（EDS）观察并分析了磨损表面形貌和元素分布。结果表明,α ZrP能显著提高润滑脂的承载、减摩抗磨性能。在长时间摩擦过程中,α ZrP可以在摩擦副表面形成一层保护膜,有效地减少摩擦磨损,增强了润滑脂的抗磨、减摩性能。     

功能化离子液体作为菜籽油添加剂的摩擦学研究

合成了一种含酯基的功能化离子液体1-乙酸乙酯基-3-丁基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐（LF1-4）,以传统添加剂丁辛基二硫代磷酸盐（T202）为对比,采用四球摩擦磨损试验机考察了其作为菜籽油（RO）添加剂的摩擦学性能;采用扫描电子显微镜（SEM）和X射线光电子能谱（XPS）仪分别对钢球磨斑表面的形貌和主要元素进行了观察和分析。结果表明,LF1-4作为RO的添加剂具有良好的减摩作用和显著的抗磨作用,在添加量（质量分数）为1.0%时达到最佳效果,能使磨斑直径减小38%;同时,LF1-4能有效提高RO的承载能力（P_B）,但其在RO中的减摩抗磨作用较T202稍差,推测是由于LF1-4在RO中的油溶性稍差所致. 在高载荷下,离子液体LF1-4发生分解释放出活性元素氟等,与摩擦副表面的金属发生摩擦化学反应形成了铁的氟化物等新的化合物,从而减少了摩擦和磨损。     

蛇纹石/纳米软金属在复合锂基润滑脂中的摩擦学性能研究

以蛇纹石和纳米软金属（银、镍、铜）复配作为添加剂,采用往复摩擦磨损试验机考察不同复配体系添加剂在复合锂基润滑脂（简称润滑脂）中的减摩抗磨性能,用扫描电子显微镜和能谱仪分析表征磨痕表面的形貌和主要元素组成。结果表明：蛇纹石和纳米软金属复配作为添加剂可以有效改善润滑脂的减摩抗磨性能,3种复配体系中,当蛇纹石/银、蛇纹石/镍、蛇纹石/铜的质量比分别为4∶1,2∶1,4∶1时,润滑脂的减摩抗磨性能最好;在不同载荷条件下,蛇纹石/银润滑脂的摩擦学性能优于蛇纹石/镍润滑脂和蛇纹石/铜润滑脂。     

十二烷基二硫代三嗪的合成及摩擦学性能研究

合成了一种新型无灰、无磷三嗪衍生物十二烷基二硫代三嗪 (TOBT)。以菜籽油作为基础油，采用MRS-10A型四球摩擦磨损试验机考察了其摩擦学性能，分析了载荷、摩擦时间、添加剂添加量对菜籽油摩擦学性能的影响。结果表明，该添加剂能大幅度提高菜籽油的抗磨减摩性能和承载能力，是一种性能良好的润滑油添加剂。与二硫化十二烷（TOTT）的摩擦学性能相比，TOBT的抗磨减摩作用更为突出，说明硫含量较高，分子内存在致密三嗪杂环的添加剂具有更好的摩擦学性能。     

钠离子交换型层状磷酸锆作为锂基脂添加剂的复配性能研究

采用四球摩擦磨损试验机研究钠离子交换型层状磷酸锆（Na-α-ZrP）复配二烷基二硫代磷酸钼（MoDDP）作为锂基脂添加剂的摩擦学性能;借助3D光学表面轮廓仪、扫描电子显微镜、X射线能谱仪及X射线光电子能谱仪分析了钢球磨损表面形貌和化学元素分布及化学状态。结果表明,Na-α-ZrP和MoDDP作为复合添加剂显著提高了锂基脂的极压、减摩和抗磨性能,复合增效性随着载荷的增加而增强;其原因归结于在摩擦副表面形成了Na-α-ZrP物理保护膜和含Mo,S,P等元素的化学反应膜。     

几种噻二唑二聚体衍生物的摩擦学性能研究

合成了3种噻二唑二聚体衍生物。采用红外光谱仪对其结构进行了表征;用四球摩擦磨损试验机考察了其在蒸馏水中的摩擦学性能;用X射线光电子能谱仪（XPS）分析了磨斑表面典型元素的化学状态。结果表明,添加剂在水中具有优良的承载能力和极压性能,并在一定程度上改善了水的抗磨减摩性能;在摩擦过程中,磨斑表面形成了含氮的吸附膜和含Fe2O3,FeS,FeSO4的化学反应膜,二者协同作用使添加剂在摩擦过程中具有良好的抗磨减摩性能。     

2,5—二烷氧甲硫基—1,3,4—噻二唑的摩擦学性能研究

在四球摩擦磨损试验机上考察四种不同２，５－二烷氧甲硫基－１，３，４－噻二唑的极压、减摩和抗磨性能以及结构与性能的关系，并与丁辛基二硫代磷酸锌（Ｔ２０２）、硫代磷酸胺盐（Ｔ３０７）进行比较，还考察它们的热稳定性能、抗氧化性能和抗腐蚀性能。结果表明，该类衍生物具有良好的极压和抗磨损性能，以及良好的热稳定性能和抗腐蚀性能。在高于３００Ｎ负荷和低于１％浓度条件下具有比Ｔ２０２更好的抗磨损性能。     

含硼苯并噻唑酯类化合物在菜籽油中的摩擦学性能研究

合成了两种含不同烷基链的含硼苯并噻唑酯类化合物,即二正己氧基-2-[(2-苯并噻唑基)硫代]乙氧基甲硼烷(BNS-1)和二环己氧基-2-[(2-苯并噻唑基)硫代]乙氧基甲硼烷(BNS-2)。分别考察了其油溶性及抗腐蚀性能。利用四球摩擦磨损试验机考察了其在菜籽油(RSO)中的摩擦学性能。采用扫描电子显微镜（SEM）分析了磨斑表面的形貌。结果表明,含硼苯并噻唑酯类化合物具有良好的油溶性和抗腐蚀性能,可以显著提高菜籽油的承载能力;BNS-2比BNS-1的减摩抗磨作用更为突出,说明含硼苯并噻唑类化合物的摩擦学性能随分子结构不同而存在一定差异,分子内存在环烷基的该类化合物具有更好的摩擦学性能。     

环境友好含氮润滑油添加剂的合成及其摩擦学性能研究

设计合成了4种不同结构类型的新型环境友好润滑〖JP2〗油添加剂（LA1~LA4）,采用1H NMR和MALDI TOF MS〖JP〗确证了其分子结构。考察了4种添加剂的油溶性、热稳定性和抗腐蚀性;在四球摩擦机上考察了其在液体石蜡（LP）中的摩擦学性能;用扫描电子显微镜（SEM）观察了钢球磨损的表面形貌,并用能谱分析仪（EDS）分析了钢球磨斑表面的元素组成,初步探讨了其摩擦作用机理。结果表明,4种添加剂具有优良的油溶性、热稳定性和抗腐蚀性,能够满足实际工况的要求;LP+10% LA2（质量分数,下同）的最大无卡咬负荷（PB）值比LP提高了87%,LP+10% LA3的烧结负荷（PD）值是LP的2倍,LP+10% LA3的钢球磨斑直径（WSD）只有LP的50%;SEM显示4种添加剂的加入能明显减小WSD,减少表面磨痕数量;EDS结果表明,添加剂在摩擦过程中形成复杂的反应膜。添加剂结构中的官能团会影响其性能,黄原酸酯基和羧酸酯基能够提高添加剂的极压抗磨性能。     

不同极压抗磨剂在磨损条件下的膜特征

选择磷酸三甲酚酯（ＴＣＰ）、硫代磷酸三苯酯（ＴＰＰＴ）和α－巯基苯并噻唑（ＭＢＴ）三种酯类润滑油常用的极压抗磨剂进行四球摩擦磨损试验，并用俄歇电子能谱（ＡＥＳ）对磨损试验后得到的磨斑进行表面膜的表层和深层剥离分析，试验发现磨斑上表面膜的组成和厚度与四球试验得到的润滑性能有良好的对应关系     

几种油性剂减摩性能的探讨

使用ＦＡＬＥＸ四球机和ＭＱ－８００四球机考察了磷酸三甲酚酯（Ｔ３０６）、苯三唑脂肪胺盐（Ｔ４０６）,磷酸酯（Ｔ４５１）,二烷基二硫代磷酸钼,二烷基二硫代氨基甲酸氧锌（ＺｎＤＴＣ）５种油性剂在国产聚α－烯烃合成油（ＰＡＯ）中的减摩性能,以及Ｔ４０６和ＭｏＤＴＰ对油品抗磨性能的影响,试验结果表明,Ｔ４０６和ＭｏＤＴＰ的减摩作用较好,并能够不同程度地增强油品的抗磨性能。     

黄原酸乙酰苯胺衍生物的合成及其摩擦学性能

采用乙基黄原酸钠与氯代乙酰苯胺衍生物进行反应,合成3种乙基黄原酸乙酰苯胺衍生物新型无灰无磷润滑油添加剂,这3种添加剂均能溶于大部分有机溶剂而难溶于水,在液体石蜡中溶解性能良好。采用1H NMR,13C NMR,IR,UV,MS和元素分析法确证其结构。采用热重分析评价其热稳定性,结果表明,3种添加剂初始分解温度均高于260℃,能满足一般工况条件的要求。利用四球摩擦磨损试验机考察其在液体石蜡中的极压性能和抗磨性能,结果表明,这3种添加剂添加到液体石蜡中均表现出较高的承载能力和良好的抗磨性能,其中添加乙基黄原酸-N-对氯乙酰苯胺时极压性能最好,而抗磨性能较差;添加乙基黄原酸-N-对甲氧基乙酰苯胺时极压和抗磨性能均较好。     

润滑油纳米铜添加剂与硫代磷酸复酯胺盐复配体系的摩擦磨损性能

利用四球试验机研究了润滑油纳米铜添加剂与硫代磷酸复酯胺盐复配体系的摩擦学性能。结果表明，两种添加剂在一定添加量范围内都可以改善基础油的抗磨性能。在试验范围内，润滑油纳米铜添加剂与硫代磷酸复酯胺盐复配体系具有一定的摩擦学协同效果，且两者的添加量各为0．3％和1．0％时，复配体系抗磨减摩协同效果最佳。采用表面分析技术对最佳复配润滑体系钢球磨斑表面的形貌和表面膜的元素组成进行了分析，推断其摩擦表面是由金属Cu形成的沉积膜和S、P等元素形成的化学反应膜共同组成的复合表面膜，使复配润滑体系呈现良好的抗磨减摩协同效果。     

硫磷酸酯磷酸复酯胺盐极压抗磨剂的制备与评价

针对T307生产技术的改进，研究选用国产的、与叔烷基伯胺结构相似的、特别的A伯胺、B叔胺代替进口的叔烷基伯胺，制备了硫磷酸酯磷酸复酯各种不同胺盐，并进行了各种单剂和齿轮油复剂的理化性能与极压抗磨性能评定。试验证明：硫磷酸酯磷酸复酯B叔胺盐和叔烷基伯胺、A伯胺、B叔胺三混胺盐，性能均优于传统的T307，经小试，已形成生产力。新产品不仅性能好、立足于国内资源，并可大大降低成本。