SnO2/ZnO复合纳米粒子的摩擦学性能和自修复作用机理研究

采用化学方法制备了SnO2/ZnO复合纳米粒子,分别采用四球摩擦磨损试验机和环-块摩擦磨损试验机考察了其作为矿物油添加剂的抗磨减摩性能及对磨损表面的修复作用.用X-射线光电子能谱仪表征钢球磨斑所存在的元素及其价态;用扫描电子显微镜（SEM）和X-射线能谱仪（EDX）观察分析试块磨痕形貌和元素组成.探讨了复合纳米粒子添加剂的润滑作用机理.结果表明,SnO2/ZnO复合纳米粒子添加剂受压应力作用,可在试块磨痕表面形成纳米氧化物的保护膜,填平接触面并陷入基体,从而减轻粘着磨损,并对磨损表面起到良好的修复作用;在较低负荷下,保护膜中的纳米粒子起到＂轴承＂作用,而在较高的负荷下纳米粒子晶格产生滑移,甚至在磨痕表面形成合金层,使复合纳米粒子呈现出优良的抗磨减摩性能.     

SiO_2/CuO复合纳米粒子添加剂的摩擦学和自修复性能研究

采用化学方法制备了SiO2/CuO复合纳米粒子,分别采用四球摩擦磨损试验机和环-块摩擦磨损试验机考察了其作为矿物油添加剂的抗磨减摩性能及对磨损表面的修复作用。用PHI-5702型多功能X-射线光电子能谱仪表征钢球磨斑所存在的元素及其价态;用Quant200型扫描电子显微镜(SEM)和GENESIS型X-射线能谱仪(EDX)观察分析试块磨痕形貌和元素组成。并探讨了复合纳米粒子添加剂的润滑作用机理。结果表明,复合纳米微粒添加剂在摩擦过程中由于压应力的作用而沉积于磨损表面微观缺陷区域,从而对磨损表面起到良好的修复作用。另外,SiO2/CuO复合纳米微粒添加剂可在摩擦副接触表面吸附、沉积,并在接触区的高温高压下熔融铺展,形成低剪切强度的表面膜,从而减轻摩擦界面的粘着磨损,表现出良好的减摩抗磨性能。     

SiO2/CuO复合纳米粒子添加剂的摩擦学和自修复性能研究

采用化学方法制备了SiO2／CuO复合纳米粒子,分别采用四球摩擦磨损试验机和环一块摩擦磨损试验机考察了其作为矿物油添加剂的抗磨减摩性能及对磨损表面的修复作用。用PHI-5702型多功能X-射线光电子能谱仪表征钢球磨斑所存在的元素及其价态;用Quant200型扫描电子显微镜（SEM）和GENESIS型X-射线能谱仪（EDx）观察分析试块磨痕形貌和元素组成。并探讨了复合纳米粒子添加剂的润滑作用机理。结果表明,复合纳米微粒添加剂在摩擦过程中由于压应力的作用而沉积于磨损表面微观缺陷区域,从而对磨损表面起到良好的修复作用。另外,SiO2／CuO复合纳米微粒添加剂可在摩擦副接触表面吸附、沉积,并在接触区的高温高压下熔融铺展,形成低剪切强度的表面膜,从而减轻摩擦界面的粘着磨损,表现出良好的减摩抗磨性能。     

SnO_2/ZnO复合纳米粒子的摩擦学性能和自修复作用机理研究

采用化学方法制备了SnO2/ZnO复合纳米粒子,分别采用四球摩擦磨损试验机和环-块摩擦磨损试验机考察了其作为矿物油添加剂的抗磨减摩性能及对磨损表面的修复作用。用X-射线光电子能谱仪表征钢球磨斑所存在的元素及其价态;用扫描电子显微镜(SEM)和X-射线能谱仪(EDX)观察分析试块磨痕形貌和元素组成。探讨了复合纳米粒子添加剂的润滑作用机理。结果表明,SnO2/ZnO复合纳米粒子添加剂受压应力作用,可在试块磨痕表面形成纳米氧化物的保护膜,填平接触面并陷入基体,从而减轻粘着磨损,并对磨损表面起到良好的修复作用;在较低负荷下,保护膜中的纳米粒子起到“轴承”作用,而在较高的负荷下纳米粒子晶格产生滑移,甚至在磨痕表面形成合金层,使复合纳米粒子呈现出优良的抗磨减摩性能。     

纳米粒子WS2和MoS2作为润滑油添加剂的摩擦学性能实验研究

在四球摩擦磨损试验机上,研究WS2、MoS2单一纳米粒子及WS2-MoS2混合纳米粒子作为润滑油添加剂的摩擦学性能,用倒置金相显微镜观察摩擦副的磨痕表面形貌,用扫描电镜-X光电子能谱仪分析磨斑表面主要元素的化学状态,用分析式铁谱仪对磨损试验后的油样进行铁谱分析。结果表明：两种纳米粒子添加剂均具有优良的摩擦学性能,原因在于润滑后摩擦副表面混合膜的存在,改变了表面的主要磨损机制,从而使润滑油表现出良好的抗磨、减摩和极压性能。相比单一的纳米粒子,含WS2-MoS2混合纳米粒子的润滑油极压性能较差,但具有更好的抗磨减摩性能。     

纳米SiO_2润滑添加剂的摩擦学性能及其抗磨减摩机理研究

研究了纳米SiO_2作为润滑油添加剂的摩擦学性能及其与MoDDP的协同作用,并通过SEM,EDS,XPS等手段对磨斑表面进行分析,探索了纳米SiO_2的抗磨减摩机理。结果表明,当纳米SiO_2加入量(w)为0.5%时,润滑油的摩擦系数和磨斑直径分别比基础油降低30.6%和35.5%,显著提高了基础油的抗磨减摩性能。纳米SiO_2与MoDDP具有良好的协同作用。纳米SiO_2的抗磨减摩机理为:在摩擦副表面沟槽部位纳米SiO_2和MoDDP膜起填补作用;在凸处,纳米SiO_2起微"滚动轴承"作用,MoDDP在摩擦能量作用下分解为软的MoS_2并沉积在摩擦副表面,以上综合作用减小了摩擦,修复了摩擦副表面,从而提高了润滑油的抗磨减摩性能。但随着时间的延长,SiO_2对MoS_2沉积膜又具有轻微的刮擦作用。     

磁场对含与不含磷酸三甲酚酯润滑油摩擦学特性的影响

在四球摩擦磨损试验机的摩擦区域外置磁场,考察了有无磁场条件下150SN基础油和含磷酸三甲酚酯（TCP)润滑油的摩擦学特性,并用扫描电子显微镜（SEM)和X射线光电子能谱仪分析了磨斑表面形貌和典型元素的化学状态。摩擦学测试结果表明磁场增强了基础油和含TCP润滑油的抗磨性能,削弱了两者的减摩性能。磁场作用下磨斑表面的磨损程度更轻微,特别是经含TCP润滑油润滑后的磨斑。XPS表明含TCP润滑油中的磨斑表面生成了主要含有Fe2O3, Fe3O4 和 FePO4等化合物的摩擦化学反应膜。磁场中摩擦副亚表层中O和P元素的含量比无磁场环境中高,推测磁场对含TCP润滑油抗磨性能的增强作用和对减摩性能的削弱作用是因为磁场促进了TCP中O和P元素向摩擦副亚表层的扩散。     

直流磁场作用下含纳米MoS2润滑油的摩擦磨损特性

通过在四球摩擦磨损试验机接触区设置直流磁场发生装置,研究了磁场作用下添加纳米MoS2润滑油的摩擦磨损性能。采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)及X射线光电子能谱仪(XPS)对钢球磨斑表面形貌和典型元素的含量及化学状态进行了分析,探讨了纳米MoS2的摩擦学机理。试验结果表明：纳米MoS2在有磁场和无磁场条件下均能有效改善润滑油的减摩抗磨性能,且在有磁场条件下效果更为明显,因为不均匀的直流磁场能使纳米MoS2在摩擦表面富集,同时也促进摩擦化学反应进行。     

磁场环境下含纳米Cu润滑油摩擦学特性及其机理

合成了油酸修饰的纳米Cu润滑油添加剂，并用改装的四球摩擦磨损试验机考察了添加纳米Cu的润滑油在不同磁场条件下的摩擦学性能。结果表明，磁场作用下，含纳米Cu添加剂润滑油中钢球的磨斑直径和摩擦因数均小于无磁场环境。采用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱分析了磨斑表面，并探讨了磁场条件下纳米Cu添加剂的摩擦学机理。分析认为：一方面，外加磁场引起的感应电流促进了Cu的软化涂抹；另一方面，外加磁场可能促进了Cu参与摩擦化学反应生成了CuO。     

磁场中含氯化石蜡润滑油的摩擦学性能研究

在有磁场和无磁场的条件下,用改进过的四球试验机考察了不同载荷下含氯化石蜡润滑油的摩擦学特性。在磁场的作用下,含氯化石蜡润滑油中钢球的磨斑直径均有所降低,说明含氯化石蜡润滑油的抗磨性能得到改善。磁场有利于摩擦副表面吸附氯化铁膜,提高了含氯化石蜡润滑介质的抗磨性能。但磁场会导致更严重的腐蚀。     

Zn/(Si、Al)型化合物复合粉体作为润滑添加剂的摩擦学性能研究

在实验室自制锂基脂,以Zn与(Si、Al)型混合物作为锂基脂润滑添加剂,根据加入量不同设计不同的复配方案,利用四球机考察各复合粉体对润滑脂摩擦学性能的影响,并与市场上成品添加剂的摩擦学性能进行比较。利用光学显微镜、能量散射谱仪对钢球磨损表面进行了分析。结果表明：复合粉体比单剂及成品添加剂在锂基脂中的综合摩擦学性能更优异;在588N载荷下,与基础脂相比,添加复配2(0.5%Zn,0.5%(Si、Al))添加剂的润滑脂作用下的钢球磨斑直径及平均摩擦因数分别降低了54.99%、23.62%。由瞬时摩擦因数变化可知,复合粉体能够有效降低摩擦因数的振幅,有利于减少机器的噪声和增强机器运行的平稳性。在长磨过程中,磨损表面形成了一层由SiO2与Zn组成的具有良好摩擦学性能的润滑膜层。     

(Si、Al)型混合物作为锂基脂润滑添加剂的摩擦学性能研究

利用四球摩擦磨损试验机考察了(Si、Al)型混合物作为锂基润滑脂添加剂的摩擦学性能;采用光学显微镜、扫描电子显微镜和能量色散谱仪对钢球磨损表面进行表征。结果表明： (Si、Al)型混合物作为锂基润滑脂添加剂能够显著提高基础脂的抗磨能力,但对减摩性能没有明显改善,当载荷为392 N和588 N、(Si、Al)型混合物添加量（w）为0.5%时,与基础脂相比,(Si、Al)型混合物润滑脂使钢球磨斑直径分别降低22.37%和48.97%,抗磨效果达到最佳;经过表面修饰, (Si、Al)型混合物粉体的油溶性有了一定程度的提高,但表面修饰并未使粉体的摩擦学性能明显改变;在长磨过程中,磨损表面形成了一层由SiO2,Fe2O3,Al2O3组成的具有良好摩擦学性能的润滑膜层。     

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。     

PTFE颗粒对脲基润滑脂摩擦学特性的影响

采用微纳米聚四氟乙烯(PTFE)颗粒作为脲基润滑脂的添加剂。利用四球摩擦磨损试验机考察了微纳米PTFE颗粒添加剂的用量对润滑脂的摩擦学性能和极压性能的影响,用光学显微镜考察了磨痕表面的形貌,并测试了两种含微纳米PTFE颗粒试样的理化性能。结果表明,当微纳米PTFE颗粒添加量为1%时,润滑脂具有最佳的摩擦学性能。微纳米PTFE颗粒改善润滑脂摩擦学性能主要与其本身润滑性能较好有关。在摩擦中PTFE颗粒随润滑脂一起进入摩擦表面,在摩擦表面上形成PTFE颗粒与基体材料的复合层,阻止金属与金属的直接接触,减小了摩擦,降低了磨损。     

纳米SiO2作为润滑油添加剂性能及机理研究进展

纳米SiO2用作润滑油添加剂的研究尚处于起步阶段,但从研究结果看出,它具有优良的摩擦学性能。文章总结了其作为润滑油添加剂的研究现状,并对其作用机理进行了探讨,最后指出其发展趋势,即纳米SiO2粒子的制备和表面修饰“一体化”,研究高聚物一纳米SiO2杂化粒子以及纳米SiO2在环境友好型基础油中的摩擦学性能及其摩擦学机理的研究。     

滑动速度对自修复纳米润滑添加剂摩擦学性能的影响

在3组不同的滑动速度下，用XP摩擦磨损试验杌的环—环接触方式研究了钢／钢摩擦副在添加了纳米润滑添加剂的N68NT—1润滑介质作用下的摩擦学性能。结果表明：摩擦副的滑动速度对添加自修复纳米润滑添加剂的N68NT—1润滑油的摩擦学性能的影响不同于其对常规润滑油，对于常规润滑油，摩擦看惭摩擦系数和磨损量随滑动速度的增大分别为减小和增大；对于含自修复纳米润滑添加剂的N68NT—1，滑动速度增大，摩擦系数减小，且随时间的延长逐渐减小，最后达到一个较小的平衡值，而磨损量均出现了负磨损，但负磨损均不大，几乎可以忽略。N68NT—1表现出了良好的摩擦学性能和优异的自修复效应。     

纳米氧化镧在润滑油中的应用研究

选择吐温60、司班20、司班80和聚醚作为活性剂对纳米氧化镧（n—La2O3）进行改性，配制了含纳米氧化镧的润滑油，并在MRS-1J四球磨损实验机上考察了润滑油的摩擦学性能。结果表明：吐温60、司班20、司班80和聚醚比例为2：1：1：3时对纳米氧化镧粒子具有最好的分散效果，且纳米氧化镧质量分数为0．8％时，具有最佳的摩擦学性能；与500SN基础油相比，其PB值提高了40．8％，磨斑直径降低了36．9％，摩擦因数降低了29％。