纳米二硫化钼在菜子油中的摩擦学行为

对纳米MoS_2在菜子油中的摩擦学行为和抗磨减摩机理进行了研究。将纳米MoS_2用高碱值合成磺酸钙(T106)稳定地分散于菜子油中,并用四球机考察了菜子油的磨斑直径和摩擦因数。纳米MoS2的添加量在0%~1.0%范围内,菜子油的磨斑直径和摩擦因数均随着纳米MoS_2的增加而降低,当纳米MoS_2的添加量为1.0%时,菜子油的磨斑直径下降了7.8%。用扫描电子显微镜(SEM),能量色散谱(EDS)和x射线光电子能谱(XPS)对磨斑表面形貌和典型元素的化学状态进行了分析,发现磨斑表面有Fe_2O_3,FeSO_4和MoO_3。在摩擦的作用下,纳米MoS2在摩擦区域发生了化学反应,生成了含Fe_2O_3,FeSO_4和MoO_3的化学膜,该化学膜具有抗磨减摩特性,提高了菜子油的抗磨减摩性能。     

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。     

电磁效应对含SiO2/SnO2复合纳米粒子润滑油的摩擦自修复特性影响

用四球机考察了添加SiO2/SnO2复合纳米粒子的润滑油在电磁场作用下的摩擦学和自修复性能,用扫描电子显微镜（SEM)和X射线光电子能谱仪（XPS）分析了磨斑表面形貌及其典型元素的化学状态,并对抗磨自修复机理进行了初步探讨。结果表明：在磁场作用下,含SiO2/SnO2复合纳米粒子的润滑油润滑下的摩擦副磨斑直径和摩擦系数均比无磁场时小,且自修复效果更加明显。这是由于磁场有利SiO2/SnO2复合纳米添加剂在摩擦副表面沉积,沉积物在摩擦载荷和摩擦热作用下快速熔融铺展,形成具有良好抗磨减摩和修复性能的沉积物膜。     

油溶性纳米Cu在GL-5齿轮油中的摩擦学性能

通过有机小分子配体表面修饰的方法制备了表面修饰的纳米Cu颗粒，将制备的纳米Cu颗粒作为润滑油添加剂引入85W／90GL-5重负荷齿轮油中，用四球试验机考察其在85W／90GL-5重负荷齿轮油中的摩擦学性能。结果表明，油溶性纳米Cu添加剂具有优异的抗磨、减摩和极压性能，能够很好地改善85W／90GL-5重负荷齿轮油的摩擦学性能。使用SEM、EDS和XPS分析了钢球磨损表面形貌、组成和化学状态。结果表明，使用纳米Cu添加剂润滑的磨斑表面擦伤程度很轻，并且磨斑表面有单质Cu沉积。其润滑作用机理推测为：单质Cu沉积膜与摩擦过程中形成的化学反应膜协同作用，从而有效地提高了85W／90GL-5重负荷齿轮油的抗磨、减摩和耐负荷性能。     

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。     

二辛基二硫代氨基甲酸钨的抗磨性和作用机理

合成了1种润滑油添加剂 二辛基二硫代氨基甲酸钨。研究了它的热稳定性及在基础油中的溶解稳定性和铜片腐蚀性;在四球摩擦试验机上系统地考察了二辛基二硫代氨基甲酸钨在基础油中不同含量、不同载荷下的摩擦学性能;利用X射线能量色散谱（EDS）分析仪和PHI550EACA /SAM多功能电子能谱仪分析了钢球磨斑表面,探讨了二辛基二硫代氨基甲酸钨的摩擦化学作用机理。结果表明,二辛基二硫代氨基甲酸钨具有较高的热稳定性、良好的油溶性和抗腐蚀性能,作为极压抗磨添加剂可使基础油的最大无卡咬负荷(PB)提高60%,烧结载荷(PD)提高75%,磨斑直径(WSD)降低26%,摩擦系数(μ)降低30%。摩擦过程中,二辛基二硫代氨基甲酸钨在摩擦副表面形成了FeS反应膜和WS2沉积膜,减少了摩擦副的直接接触,从而有效地提高了基础油的极压性能和抗磨减摩性能。     

油酸改性碳纳米球在季戊四醇油酸酯中的减摩性能研究

纳米材料可以显著提高润滑油的抗磨性能。考察了油酸修饰碳纳米球在季戊四醇油酸酯中的减摩性能,初步探讨了可能的减摩机理。傅里叶红外吸收光谱表明,碳纳米球经过浓酸氧化后与油酸酯化进行表面修饰是可行的。摩擦实验研究结果表明,载荷为147 N和392 N作用下,添加量为0. 1%～0. 15%条件下,以0. 1%为佳,摩擦系数减小幅度最大,在45%以上。观察摩擦表面的磨斑形貌,探讨了碳纳米球增强季戊四醇油酸酯减摩性能的作用机理,即碳纳米球的表面修复作用与"滚珠轴承"模型的协同作用。     

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。     

富勒烯添加剂的摩擦学性能研究

富勒烯(C60)润滑添加剂具有独特的球形结构。对富勒烯在500SN基础油中的摩擦学性能进行了研究,对其摩擦学机理进行了探讨。借助于甲苯,将富勒烯溶于500SN基础油中,用四球机和摩擦力测定装置考察了富勒烯的抗磨损性能,极压性能和减摩性能。在低负荷下(294 N),低含量(100μg/g)的富勒烯可以将500SN基础油的磨斑直径从0.531 mm降低到0.338 mm,降低了36.3%,而在高负荷(490 N)下,高含量富勒烯(500μg/g)可以将500SN基础油的磨斑直径从1.470 mm降低到0.600 mm,降低了59.2%。低含量(≤100μg/g)的富勒烯对500SN基础油的极压性能基本没有影响,而当富勒烯的含量增加到200μg/g及以上时,500SN基础油的最大无卡咬负荷基本没有提高,烧结负荷从1235 N增加到1568 N,提高了一个等级。在低负荷(≤392 N)下富勒烯对500SN基础油摩擦因数的影响不大,而在高负荷(490 N)下能够降低500SN基础油的摩擦因数。富勒烯在低负荷下的抗磨减摩性能一般,但在高负荷下表现出较好的抗磨减摩性能。其机理是非极性的大分子富勒烯不能在摩擦表面形成吸附膜,且还增加了润滑油分子的内摩擦力,在低负荷下使润滑油的摩擦学性能变差。但在高负荷下,具有高抗压性的富勒烯分子能够有效地防止摩擦副表面直接接触,起到抗磨减摩作用。(图9表2参考文献7)     

石墨烯添加剂对润滑油基础油摩擦学性能的影响

采用静置沉降法研究石墨烯添加剂的分散性以及储存稳定性,使用四球摩擦磨损试验机考察了石墨烯的抗磨减摩性能,通过扫描电子显微镜等手段表征了磨损表面的形貌。结果表明：石墨烯可以降低基础油PAO10试验的摩擦因数和钢球的磨斑直径,提高基础油的减摩抗磨性能;相对于PAO10基础油,添加石墨烯油样在相同摩擦测试条件下,摩擦因数降低13%,磨斑直径降低17%。石墨烯和基础油的磨损机理均为磨粒磨损。     

硼化蓖麻油润滑添加剂对钢-钢和钢-镁摩擦副摩擦学性能的影响

在蓖麻油(CO)分子中引入硼,制备了一种新型环境友好润滑添加剂(BCO),并利用红外光谱对其主要官能团进行表征。通过四球和SRV摩擦磨损试验机考察了以菜籽油为基础油、以BCO为添加剂时对钢-钢摩擦副和钢-镁摩擦副抗磨减摩性能的影响;用扫描电子显微镜观察分析钢球磨斑表面的形貌,同时通过对镁合金磨痕进行X射线光电子能谱分析,探讨了BCO添加剂的抗磨减摩机理。结果表明,BCO添加剂在菜籽油中具有优良的极压抗磨和减摩性能;其润滑作用机理是由于长链蓖麻油分子的载体作用、硼的缺电子性以及二者的协同作用与摩擦金属表面形成了一层高强度的吸附膜和/或摩擦化学反应膜。     

含硫、硼的改性菜籽油润滑添加剂的制备及摩擦学性能

在菜籽油分子中引入硫和硼，合成了一种新型润滑油添加剂，在四球摩擦磨损试验机上考察其在菜籽油基础油中的摩擦学性能；采用X射线光电子能谱仪观察分析了钢球磨斑表面元素的化学状态。结果表明，该添加剂具有优良的减摩抗磨作用，其润滑作用机理是长链菜籽油分子的载体作用、硼的缺电子性和硫的高反应活性在钢球表面形成了含硫、硼、氧及碳等元素的表面保护膜。     

纳米微粒在板带钢冷轧用轧制液中的应用研究

 通过复配与筛选合适的基础油,选择相应表面活性剂、防锈剂、消泡剂等添加剂,并在超声波作用下添加平均粒径为20 nm、经油酸修饰的纳米Fe3O4微粒,研制出适用于板带钢冷轧所需的新型轧制液;在MRS-10A四球摩擦磨损试验机上考察了轧制液对钢-钢摩擦副摩擦磨损性能的影响,采用光学显微镜观察了磨损表面形貌。利用二辊冷轧试验机进行了轧制液润滑下的板带钢冷轧试验,并与传统轧制液进行对比。结果表明,由于纳米微粒的使用,轧制液能更好地改善钢-钢摩擦副的抗磨性能、降低摩擦系数;同时还表现出良好的板带钢冷轧润滑效果,可明显降低带钢轧制过程中的轧制压力、轧机功率等轧制力能参数,并能有效改善轧制带钢板面质量。     

面接触条件下改性层状硅酸钠的摩擦学性能研究

使用油酸作为改性剂对层状硅酸钠进行改性，得到改性层状硅酸钠。把改性层状硅酸钠作为润滑添加剂分散到500SN基础油中，考察了在面面接触条件下其在基础油中的摩擦学性能，用扫描电子显微镜观察了磨痕表面形貌，探讨了改性层状硅酸钠的减摩抗磨机理。结果表明：改性层状硅酸钠作为润滑添加剂可以显著提高500SN基础油的减摩抗磨性能，在高负荷下，减摩作用更明显；层状硅酸钠晶层之间的相互滑动有效降低了摩擦副的摩擦磨损。     

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。     

硼氮化大豆油对菜籽油生物降解性和润滑性的影响

通过对大豆油进行化学改性，合成了2种硼氮化添加剂BNS-1和BNS-2，研究了BNS-1和BNS-2对菜籽油生物降解性和润滑性的影响；通过扫描电镜和能谱仪分析了磨损表面的形貌及元素组成。结果表明：BNS-1和BNS-2可提高菜籽油的极压性能，具有较好的抗磨减摩性能，BNS-2的减摩效果优于BNS-1，BNS-1的抗磨效果优于BNS-2；BNS-1和BNS-2对菜籽油的生物降解性影响较小。硼氮化添加剂的润滑机理是硼元素的缺电子性，氮的高反应活性，在摩擦高温条件下，硼与氮发生化学反应，形成化学反应膜，从而提高了基础油摩擦学性能。础油摩擦学性能。     

Si-Sn型复合纳米粒子添加剂的摩擦磨损和自修复性能

采用化学方法制备了Si-Sn型复合纳米添加剂,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。 用扫描电子显微镜、粗糙度测定仪以及X射线光电子能谱仪等对摩擦副磨损表面进行分析，并探讨其抗磨减摩作用机理。结果表明，Si-Sn型复合纳米添加剂具有优良的减摩抗磨性能,且对磨损表面具有一定的修复作用。Si-Sn型复合纳米添加剂在摩擦表面沉积并在接触区的高温、高压作用下熔融铺展,形成低剪切强度的表面膜,由于这层膜的剪切强度较低,可以减少摩擦界面的粘着磨损,表现出良好的减摩抗磨和自修复性能。