含纳米CuO锂基润滑脂摩擦学性能研究

为改善锂基润滑脂摩擦学性能,制备不同添加量纳米CuO改性的锂基润滑脂。采用3H-2000PS2比表面及微孔分析仪对纳米CuO粒子进行表征,采用四球摩擦磨损试验机分析纳米CuO添加量对锂基润滑脂摩擦学性能的影响,采用扫描电镜(SEM)和三维形貌分析仪分析试验后钢球磨痕形貌。结果表明:纳米CuO质量分数为0.60%时锂基润滑脂具有最佳的抗磨减摩效果,摩擦因数和磨斑直径较基础脂分别降低24%和12%;一定添加量下,纳米CuO对磨损表面具有修复作用,含质量分数0.60%纳米氧化铜的润滑脂润滑时,磨损表面具有较低的表面粗糙度和较少的犁沟,表现出最佳的抗磨性能。     

二氧化硅在锂基脂中的摩擦学性能研究

通过四球试验考察不同粒径和不同含量二氧化硅作为锂基脂添加剂的摩擦学性能,并研究表面改性对二氧化硅摩擦学性能的影响。利用光学显微镜和EDX分析磨斑表面形貌及元素组成,探讨二氧化硅的润滑作用机制。结果表明:在一定工况条件下,二氧化硅能够提高锂基脂的减摩抗磨性能和极压性能;表面改性能提高二氧化硅的分散性能,但对其摩擦学性能影响不大;EDX能谱分析表明,二氧化硅和摩擦表面发生作用生成了具有良好摩擦学性能的表面润滑层。     

复合铝-锂基润滑脂的制备及性能研究

为提高复合铝基润滑脂的综合性能,采用矿物油(KN4010)为基础油,以12-羟基硬脂酸、硬脂酸、苯甲酸、氢氧化锂、异丙醇铝为稠化剂原料,制备一系列复合铝-锂基润滑脂。通过对其滴点、锥入度、钢网分油与摩擦因数等重要参数的表征,研究基础油含量与铝锂比例对复合铝-锂基润滑脂性能的影响。结果表明:铝锂比例为3∶1时制备的复合铝-锂基润滑脂具有较高的滴点、极低的钢网分油量与较低的蒸发损失,同时摩擦因数与磨斑直径均明显低于复合铝基润滑脂。复合铝-锂基润滑脂中Al、Li元素可能在减磨过程中起到共同作用,从而使摩擦因数与磨斑直径均明显低于复合铝基润滑脂。     

铜和二氧化锆纳米微粒添加剂对锂基脂摩擦学性能的影响

选取纳米微粒Cu和ZrO2作为Ⅳ型锂基脂添加剂进行摩擦磨损试验,以探讨Ⅳ型锂基脂的摩擦学性能。研究发现:纳米微粒Cu作为Ⅳ型锂基脂添加剂会增大摩擦系数;纳米微粒ZrO2作为Ⅳ型锂基脂添加剂在质量分数为0.25%和0.5%时可以使摩擦系数减少30%以上;纳米微粒Cu和ZrO2作为添加剂都具有抗磨作用,尤其是ω(Cu)=0.5%,ω(ZrO2)=0.25%和0.5%时达到最佳效果,磨斑直径分别可以减小37.2%,48.8%和46.5%。     

表面未修饰及修饰纳米SiO2对锂基脂摩擦学性能的影响

利用四球摩擦磨损试验机考察了表面未修饰及修饰纳米SiO2作为添加剂对锂基脂摩擦学性能的影响;采用扫描电子显微镜观察了钢球磨损表面形貌,并采用X射线光电子能谱仪分析了钢球磨损表面典型元素的化学状态,以探讨2种纳米SiO2添加剂的减摩抗磨作用机理。结果表明,采用化学法和物理法制备的表面修饰及未修饰纳米SiO2作为添加剂均能通过形成复合边界润滑膜而改善锂基脂的减摩抗磨性能,其中采用物理法制备的未修饰纳米SiO2的减摩作用略优,而采用化学法制备的表面修饰纳米SiO2在高载荷下的抗磨作用较优。     

二维晶体Ti2C的制备及对锂基润滑脂摩擦学性能影响

采用氟化铵和盐酸溶液刻蚀Ti2AlC制备二维晶体Ti2C,利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(FESEM)对其物相和结构形貌进行表征。结果表明,Ti2AlC被氟化铵和盐酸溶液完全刻蚀得到纯度较高的Ti2C二维晶体。利用四球摩擦试验机考察Ti2C作为锂基润滑脂添加剂的摩擦学性能,并利用扫描电子显微镜（FESEM）和能谱分析仪（EDS）对钢球磨斑进行表面分析。结果表明,二维晶体Ti2C作为润滑添加剂可明显提高锂基脂的减摩抗磨性能,并在Ti2C质量分数为01%~025%时具有较好的减摩性,在质量分数为025%时具有较好的抗磨性;在摩擦过程中润滑脂中的Ti2C沉积在摩擦副表面,形成具有优异摩擦学性能的润滑保护膜。     

润滑脂组成对复合锂基润滑脂微观结构影响的研究

使用高分辨SEM观察锂基润滑脂的微观结构,对不同稠化剂、基础油黏度、添加剂对润滑脂的性能影响从微观结构的角度进行解释。结果表明,皂纤维的长度、粗细和缠绕程度形成的三维结构决定了润滑脂的胶体性能。在同等稠化剂含量下(质量分数12%),二组分癸羟型皂纤维三维结构比二组分硼羟型更为致密,三组分水杨酸型没有形成皂纤维结构,但滴点最高;高黏度基础油制备的润滑脂的皂纤维结构较低黏度基础油制备的润滑脂皂纤维结构疏松。在较少的含量情况下,添加剂的加入不影响皂纤维的大小和形状。     

原位溶胶-凝胶法合成纳米SiO_2润滑液的摩擦学性能

采用溶胶-凝胶法在亲水性聚醚油中原位制备纳米二氧化硅微球。利用透射电镜系统考察反应条件,如氨水和水的添加量、正硅酸乙酯(TEOS)添加量、聚醚含量及水解温度对原位生成的纳米二氧化硅颗粒的直径和形貌的影响。结果表明:随着TEOS、氨水及水含量的增加,纳米二氧化硅颗粒直径逐渐增大;而随着聚醚油含量增加以及反应温度的升高,纳米二氧化硅颗粒直径逐渐减小直至出现严重团聚。使用四球摩擦磨损试验机,研究不同粒径的纳米二氧化硅微球对润滑油减摩抗磨性能的影响。结果表明,随着纳米颗粒添加量的增加其摩擦因数和磨斑直径呈现出先下降后上升的趋势;在纳米颗粒最佳添加量时,纳米颗粒直径越小其减摩抗磨效果越明显;同时,纳米二氧化硅润滑液具有优异的减摩抗磨性能,但其最佳添加量受颗粒直径影响呈非规律性变化。     

二硫化钼锂基润滑脂的老化性能预测

对二硫化钼锂基润滑脂进行加速老化试验,获得其质量变化率与老化温度及老化时间的变化规律。运用阿累尼乌斯方程和性能变化的时温关系式,采用线性回归方法推导出以二硫化钼锂基润滑脂质量变化率为性能指标的时温等效关系式。运用该模型可以推算不同贮存温度及不同贮存时间下二硫化钼润滑脂的质量变化情况,实现其老化性能的预测与评估。     

几种纳米粒子作为润滑脂修复添加剂的试验研究

在MRH-3高速环块摩擦磨损实验机上,研究了纳米微粒Cu,Al,Al2O3,MgO加入到通用锂基脂中的摩擦学性能。并采用扫描电子显微镜,能量色散谱仪分析了摩擦表面的形貌和元素组成。结果表明:含有纳米Cu,Al,Al2O3,MgO粒子的润滑脂对摩擦表面均有很好的减摩和修复能力,但各种粒子的效果有所不同,其中Al2O3,Cu,Al3种粒子要比MgO具有更好的效果。     

极压抗磨添加剂在复合锂基润滑脂中作用的研究

将3种极压抗磨添加剂(T304、T321和T404)分别加入到4种不同组分的复合锂基润滑脂中,考察其对润滑脂性能的影响。研究发现,加入不同的添加剂后润滑脂的油膜强度增加,锥入度增大,滴点降低;在添加同样剂量的情况下,T304和T321对复合锂基润滑脂的油膜强度影响较大;T321和T404对复合锂基润滑脂的锥入度影响较大;T304和T321对复合锂基润滑脂的滴点影响较大。并对其作用机制进行了分析,认为是由于极压抗磨添加剂分子中带负电性的双键和带正诱导效应及空间位阻效应的支链共同作用的结果。     

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。     

导电聚苯胺在润滑脂中的导电能力及减摩抗磨性能的研究

采用导电高分子材料—聚苯胺粉末作为润滑脂导电添加剂,合成新型电力复合脂。分别对制备的电力复合脂的体积电阻率以及接触电阻（铜片）进行测试,并采用往复摩擦磨损试验机对其室温下在钢-铜,钢-钢摩擦副的摩擦学性能进行研究。利用扫描电子显微镜（SEM）观察金属表面并利用能谱分析仪（EDS）对表面元素成分进行分析。结果表明,聚苯胺粉末能够将基础脂的体积电阻率降低2个数量级;当添加量为2%时,在钢-铜、钢-钢摩擦副上均可获得最好的减摩效果;当添加量为5%时,也可在多数情况下获得好的抗磨效果。EDS分析结果表明,在润滑脂中添加聚苯胺粉末能在金属表面生成含氮化学反应膜,同时聚苯胺可以抑制摩擦过程中氧与金属的反应。     

几种金属纳米粒子作润滑脂添加剂的试验研究

用Falex四球摩擦磨损试验机考察了镍、钴、铬、钼、铁-钴及铁-镍合金纳米粒子作为添加剂加入润滑脂的摩擦学行为。结果表明：添加纳米粒子的润滑剂均具有较好的减摩抗磨性能和较高的承载能力(PB值)，合金纳米粒子比金属单体纳米粒子的添加效果好，纳米粒子质量分数在3％左右时润滑脂具有较佳的摩擦学性能。     

混合纳米粒子作为润滑脂添加剂最佳配比的实验研究

在MRH-3型高速环块摩擦磨损试验机上,研究混合纳米粒子Al2O3-Al-Cu和Al2O3-Al-MgO作为润滑脂添加剂的摩擦学性能,通过减摩、表面修复以及抗极压性能实验,确定混合纳米粒子的最佳配比。结果表明:在几种纳米粒子之间的协同作用下,含有混合粒子Al2O3-Al-Cu和Al2O3-Al-MgO的润滑脂具有良好的表面修复、抗极压等摩擦学特性,混合粒子比多数单粒子在减摩方面都具有更好的效果。     

锂基润滑脂的制备及热力学估算

采用传统方法合成了锂基润滑脂,并用红外对产品进行了分析.试验表明该制备过程是个放热反应,红外结果说明合成了锂基润滑脂.结合鲍林键焓假设,提出了一种热力学估算方法,计算结果表明,该反应热力学上可能发生,且是一个放热反应.试验结果与计算结果吻合,说明这种计算方法的正确性.     

润滑脂中极压抗磨添加剂的研究进展

综述近年来多种类型的极压抗磨添加剂在润滑脂中的研究成果,包括:层片状、球粒状添加剂、微纳尺度的软、硬质点添加剂、微纳尺度的氧化物及其他化合物添加剂、环保型添加剂。总结其抗磨减摩的作用机制,并针对目前研究存在的问题,提出了润滑脂用极压抗磨添加剂研究的方向。