聚四氟乙烯颗粒在复合钛基脂中的摩擦磨损性能研究

采用实验室制脂釜制备新戊基多元醇酯为基础油的钛基脂和含聚四氟乙烯颗粒的钛基脂,考察了复合钛基脂摩擦学特性,利用扫描电子显微镜和X射线电子能谱仪明察了钢球的磨斑表面形貌和主要元素的化学状态.结果表明,聚四氟乙烯降低了基础脂的摩擦系数和磨斑直径,但没有提高极压性能.钢球的磨损特征为轻微粘着磨损,其减摩抗磨机制为吸附膜和化学沉积膜协同作用的结果.     

钛基脂皂分子结构对其摩擦学性能的影响

采用实验室制脂釜制备出苯甲酸和癸二酸组分钛基脂,考察钛基脂的摩擦磨损性能及承载能力,分析皂分子结构和钛基脂摩擦学性能的关系。利用扫描电子显微镜(SEM)观察钢球的磨斑表面形貌,并用X射线光电子能谱(XPS)分析钢球磨斑表面元素含量,利用红外光谱分析表征钛基脂皂分子结构。结果表明:钛基脂摩擦学性能主要取决于钛基脂皂分子结构;含苯环结构苯甲酸组分钛基脂的抗磨特性优于癸二酸组分钛基脂,而他们的减摩特性和极压性能相同;2种钛基脂润滑下钢球主要的摩擦特征为黏着磨损。含苯环结构的苯甲酸组分钛基脂具有较好抗磨性能主要原因为在摩擦表面上生成了较厚含钛元素的化学沉积膜。     

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。     

SiO2/MgO复合纳米添加剂的摩擦学和磨损修复性能研究

用化学方法制得粒径约为40nm的SiO2／MgO复合纳米粒子。用四球机和环-块试验机分别考察了其在矿物油中的抗磨减摩和自修复性能；用SEM和XPS分析了磨斑表面的形貌和元素组成，并探讨其润滑和自修复作用机理。研究表明：SiO2／MgO复合纳米添加剂具有优良的减摩、抗磨和自修复性能；在接触区的高温高压下SiO2／MgO复合纳米粒子在摩擦表面熔融、铺展和沉积，形成低剪切强度的表面膜，既提高了抗磨减摩性能，又表现出良好的自修复效果。     

含纳米碳酸钙、稀土粒子润滑油的摩擦学性能

采用透射电子显微镜（TEM）观察、测定了纳米碳酸钙、稀土（RE）粒子形貌和粒径；制备了含不同浓度与比例的纳米碳酸钙、稀土复合粒子的润滑油，并在四球摩擦磨损试验机上考察了其摩擦学性能；采用扫描电子显微镜与X射线光电子能谱仪分析了磨损钢球表面的形貌、化学组成。研究结果表明，纳米碳酸钙、稀土粒子的最佳的添加量为0.6%，最佳配比为w（CaC03）：w（RE）=1：1；该润滑油具有优良的抗磨、减摩性能；其抗磨、减摩机理与纳米粒子存在形态以及摩擦化学作用有关。     

含纳米PTFE颗粒润滑脂的润滑性能研究

在四球摩擦磨损试验机上考察纳米PTFE颗粒作为添加剂对复合钛基润滑脂摩擦磨损性能的影响,采用扫描电子显微镜分析试验钢球磨斑的表面形貌,并利用X射线光电子能谱仪检测磨斑表面化学元素的组成及状态。结果表明,在一定添加量范围内,纳米PTFE可以改善复合钛基润滑脂的摩擦磨损性能,其中纳米PTFE质量分数为3%时,复合钛基润滑脂具有最佳的抗磨、减摩性能,可使摩擦因数、磨斑直径分别降低约25.4%和18.9%。纳米PTFE颗粒在钢球表面发生摩擦化学反应,生成了一层金属氟化物,有效地抑制了摩擦表面的黏着磨损和接触疲劳。     

复合纳米粒子作为润滑油添加剂的摩擦学性能

研究了复合纳米粒子作为添加剂对润滑油摩擦学性能的影响.将改性纳米CaCO3和纳米Zn按一定质量分数进行复配后,加入到液体石蜡中,采用摩擦磨损试验机考察了其摩擦学性能;并采用正交试验方法分析了2种纳米粒子的最佳配比和最佳添加量.结果表明,复合纳米粒子综合了CaCO3和Zn 2种纳米粒子的性能,作为润滑油添加剂,比单一的纳米CaCO3和纳米Zn添加剂有更好的抗磨减摩性能;在本文试验条件下,纳米CaCO3和纳米Zn的质量比为1∶1,总质量分数为0.6%时,配制的润滑油具有更好的抗磨减摩性能.     

纳米颗粒增强铜基摩擦材料的摩擦学性能

基于粉末冶金法分别制备了纳米氮化铝和纳米石墨增强铜基摩擦材料,研究了纳米颗粒对铜基摩擦材料的摩擦磨损和耐热性能的影响规律.采用扫描电子显微镜(SEM)分析了材料的微观结构和磨损形貌,并利用惯性摩擦磨损试验机考核其摩擦学性能.实验结果表明:与未添加纳米颗粒的摩擦材料相比,添加纳米氮化铝和纳米石墨的摩擦材料的摩擦因数高而稳定,且随接合次数增加无明显衰退现象;耐磨性能分别提高了25％和11％;耐热性能分别提高了18％和25％.未添加纳米颗粒的摩擦材料的磨损机制主要为犁沟式磨料磨损,纳米氮化铝和纳米石墨能减少摩擦材料的磨料磨损,从而增强了摩擦材料的耐磨性.实验结果显示,纳米氮化铝和纳米石墨可显著提高铜基摩擦材料的摩擦学性能.     

ZnO纳米微粒作为润滑油添加剂的摩擦学作用机理

通过实验研究了 Zn O纳米微粒作为润滑油添加剂的摩擦学特性 ,提出了作用机理模型。在润滑油中同时加入 Zn O纳米微粒和分散剂可显著改善润滑油的耐磨减摩性能。其作用机理是 ,分散剂吸附在 Zn O纳米微粒团簇表面 ,然后共同吸附在摩擦副表面 ,在剪切力的作用下 ,Zn O纳米微粒团簇分割成更小的单元 ,当载荷继续增大时 ,Zn O纳米微粒处于熔化或半熔化状态 ,从而起到降低磨损 ,减小摩擦的作用     

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。     

无机纳米抗磨剂的摩擦学性能研究

用超声波纳米粉碎机制备了纳米级的粉料,借助透射电镜表征分析了颗粒的粒度及形状。根据正交试验找到了较好的分散悬浮剂,通过添加分散悬浮剂和采用超声波分散的方法制备出悬浮性、分散性良好的油基纳米抗磨剂。用环块磨损试验机测定了纳米抗磨剂的摩擦学性能,发现：将含一定量的纳米抗磨剂加入到基础油中,可提高其抗磨减摩性能。正常供油状态下,该纳米抗磨剂的摩擦因数和相对磨耗都有了一定的降低。停止供油状态下,进一步验证了该纳米抗磨剂在摩擦表面的沉积及随后的剪切作用下形成了具有抗磨减摩作用的膜。     

纳米碳酸钙与液晶添加剂的摩擦磨损分析

在15^#机械油中添加纳米碳酸钙或纳米液晶,用标准的立式万能摩擦磨损实验台实验分析了15^#机械油、15^#机械油＋纳米碳酸钙、15^#机械油＋5CB液晶的摩擦磨损性能。针对磨合阶段、稳定磨损阶段、胶合失效与摩擦噪声进行分析。结果表明,在磨合阶段摩擦因数有较大变化,随后的稳定磨损阶段中摩擦因数变化减小,在摩擦副出现胶合失效前,摩擦副的摩擦因数急剧上升;在摩擦因数变化幅度达到5％左右时出现嗡嗡声,在摩擦因数变化幅度达到10％左右时,在摩擦因数上升阶段出现摩擦啸叫声,而在摩擦因数下降阶段不出现摩擦噪声。提出了用能量耗散原理来解释上述现象。     

载荷对硅酸盐/纳米铜复合添加剂摩擦学性能的影响

以含有硅酸盐/纳米铜复合添加剂的N68基础油为润滑介质,分别在100、150和200 N载荷条件下进行了摩擦磨损试验.结果表明,硅酸盐/纳米铜复合添加剂能够显著提高N68基础油的承载能力.随着试验时间的延长,下试样出现了"零磨损".与100和200 N载荷下结果相比较,载荷为150 N的摩擦环境缩短了摩擦副的磨合期,更适合于添加剂润滑作用的发挥.     

气缸套表面微造型与微纳米颗粒填充对摩擦学性能的影响

研究气缸套试样表面微造型技术和微纳米颗粒填充技术对缸套-活塞环摩擦副摩擦学性能的影响。在富油和贫油2种工况下,探究表面微造型和微纳米颗粒填充技术对摩擦副的摩擦因数和抗黏着磨损时间的影响。试验结果表明:在富油工况下,表面两端微造型和蛇纹石二硫化钼微纳米颗粒复合填充气缸套试样的摩擦因数最小,比机械珩磨气缸套试样的摩擦因数降低了13.99%;在贫油工况下,表面全部微造型和蛇纹石二硫化钼微纳米颗粒复合填充气缸套试样的抗黏着磨损时间最长,比机械珩磨气缸套试样的抗黏着磨损时间延长了85.79%;在试验过程中,表面微坑中的微纳米颗粒的溢出率会随着时间的延长而逐渐下降,最后趋近于0。     

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。     

表面修饰CuS纳米颗粒的合成及其摩擦学性能研究

在无水乙醇与蒸馏水混合溶剂中合成了油酸修饰的CuS纳米颗粒,根据表面修饰剂与产物CuS的摩尔比不同,分别制备出了油酸与CuS纳米颗粒的摩尔比为0.5∶1,1∶1,2∶1,3∶1的产物。在FALEX-6型四球试验机上考察了其作为润滑油添加剂在液体石蜡中的摩擦学性能,并用透射电子显微镜(TEM)对磨斑表面形貌进行分析。结果表明:在添加剂质量分数都为0.5%时,当油酸与CuS纳米颗粒的摩尔比为2∶1时,磨斑直径下降最大,抗磨效果达到最好;当油酸与CuS的摩尔比为1∶1,摩擦因数为最小值,减摩效果达到最好。     

纳米铜润滑添加剂在四球机上的摩擦学性能研究及机理探讨

用MRS-10J四球摩擦磨损试验机考察了N68基础油和添加了自修复纳米铜润滑添加剂NT1的N68NT1的摩擦学性能,用扫描电子显微镜（SEM）、x射线能量色谱仪（EDS）分析了钢球表面的磨斑形貌和组成,同时初步分析了纳米铜润滑添加剂的润滑机理.结果表明：自修复纳米铜润滑油添加剂NT1能显著改善N68基础油的摩擦学性能;在载荷为296 N、392 N、490 N,试验时间为30 min的试验条件下,摩擦副的摩擦因数同基础油的相比分别下降了33.8%、39.4%和55.5%;钢球的磨斑直径分别下降了46.5%、45.6%和32.5%;同N68相比,N68NT1的pB值提高了33.3%;这可能同摩擦过程中钢球表面上沉积膜的协同作用有关.     

化学修饰的纳米钛酸钙的摩擦学特性研究

利用化学修饰法制备了纳米钛酸钙,并用TEM对其结构进行了表征.将制备的纳米钛酸钙油液加入到合成酯中,用四球摩擦磨损试验机考察了其作为润滑添加剂的摩擦学特性.结果表明:纳米钛酸钙在合成酯中具有较好的抗磨性能和良好的减摩性能,其减摩性能优于常用的极压抗磨剂.利用俄歇能谱AES测定表面膜的组成,发现纳米钛酸钙在摩擦表面的沉积及随后的剪切作用形成了具有抗磨减摩性能的摩擦膜.     

纳米铜润滑油添加剂在工程摩擦学中的研究进展

纳米铜具有低剪切强度和晶界滑移效应,与减摩剂、抗磨剂、抗氧剂等润滑油添加剂共同发挥协同减摩抗磨和自修复效用,具有较强的工程应用潜力。综述近年来纳米铜作为润滑油添加剂的工程摩擦学研究进展,讨论纳米铜在润滑体系中的润滑机制,总结分散稳定性、粒径及含量等因素对纳米铜颗粒摩擦学性能的影响规律,阐述增强纳米铜颗粒分散稳定性的方法。指出目前对纳米铜添加剂的摩擦学研究和润滑机制的认知仍缺乏系统性和统一性,且由于纳米铜表面较高的自由能,导致润滑油体系稳定性和润滑有效性不确定等问题,制约了纳米铜作为润滑油添加剂的工业应用和推广。最后展望纳米铜添加剂的发展方向。     

复合填充改性聚酰亚胺润滑材料的摩擦学性能研究

采用M-2000 型摩擦磨损试验机考察纳米碳酸钙和石墨复合填充聚酰亚胺(PI) 润滑材料在不同速度和载荷下与GCr15 轴承钢对摩时的摩擦磨损性能,并利用扫描电子显微镜分析PI 材料及其对偶件磨损表面形貌。结果表明,单独填充纳米CaCO3时,聚酰亚胺摩擦因数轻微减小,体积磨损率显著增大,而单独填充石墨后,聚酰亚胺摩擦学性能有显著的改善;纳米CaCO3和石墨复合填充后,二者存在协同效应,减摩抗磨能力显著提高;PI材料的摩擦学性能与对偶钢环表面转移膜的性质紧密相关,纳米CaCO3能显著增强转移膜与对偶件的结合强度。