带钢静电涂油机关键技术研究

我们根据国家重点科技项目（攻关）计划，带钢静电涂渍机关键技术的研究专题合同要求，两年多来我们完成了以下几项工作（１）研究了静电涂油主要参数之间的数学关系。（２）确立了流体力学方程。（３）确定了静电涂油机主要结构。（４）选择了适用静电涂油机的高压静电发生器。（５）在锡山市镀锡薄板厂完成了带钢静电涂油试验。     

纳米CaCO3、Cu混合物润滑油添加剂的摩擦学性能

采用纳米碳酸钙、纳米铜粒子混合物作为润滑油添加剂，利用四球摩擦磨损试验机考察了含纳米碳酸钙、纳米铜粒子添加剂的润滑油的摩擦学性能；用扫描电子显微镜（SEM）考察了磨痕表面的形貌；用原子力显微镜和扫描电子显微镜（SEM）观察分析了在磨损表面纳米粒子的形态与分布。研究结果表明，纳米碳酸钙、纳米铜的混合粒子的总添加量为0.6％，质量比为1：1时，润滑油具有最佳的摩擦学性能；润滑油中纳米碳酸钙、纳米铜混合物粒子添加剂的优良摩擦学性能与纳米粒子在表面存在形态相关。     

纳米级润滑油清净剂的结构与性能关系研究

介绍了几种纳米级烷基水杨酸盐用作润滑油金属清净剂的各项性能,考察了不同烷基水杨酸盐产品中碱性组分含量与产品碱值的对应关系;通过冷冻蚀刻电镜法考察了含碳酸盐的胶体粒子结构及粒子分布状况;应用四球试验机、凸轮挺柱试验机等考察了纳米级烷基水杨酸盐的抗摩擦磨损性能.结果表明,添加剂中碳酸盐含量及胶体粒子的组成结构是影响产品性能的重要因素.随着产品碱值的升高,添加剂中碱性组分碳酸盐的含量增大,胶体粒子的粒径减小,粒子分布更均匀,胶体稳定性更好,产品的高温清净性及氧化安定性均有显著改善,其抗摩擦磨损性能也有很大提高.     

静电涂油机中油液的荷电雾化研究

运用静电技术的基本理论对油液在高压静电场中的荷电过程及其雾化机理进行了理论分析和试验研究，得到了雾滴粒径与电极电压、涂油刀梁刃口曲率半径和间隙的关系，为静电涂油机结构设计中的各参数选择提供了依据。     

几种金属氧化物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金红石相与锐钛矿相TiO2、α-Al2O3和γ-Al2O3、钇稳四方相和单斜相ZrO2纳米粒子作为润滑脂添加剂的摩擦学行为。试验结果表明，这些纳米粒子均具有较好的减摩抗磨性能和较高的承载能力(pB值)，其润滑性能与纳米粒子的结构和大小都有一定的关系，而且在添加浓度3％左右时具有最佳的效果。     

纳米陶瓷添加剂在润滑油中的摩擦学性能研究

采用摩擦磨损试验机考察了纳米陶瓷添加剂的抗磨和极压性能,利用扫描式电子显微镜观察磨损表面的形貌,对它的摩擦学性能进行了研究.结果表明:当润滑油中含有少量纳米陶瓷粒子时,就能大幅度提高润滑油的抗磨和极压性能,其最佳含量为3%,与ZDDP进行对比的试验显示,在低负荷长时间磨擦性能方面ZDDP远不如纳米陶瓷添加剂,含有纳米陶瓷添加剂的润滑油在低负荷长时间摩擦过程中,主要发生的是疲劳磨损和擦伤.     

基于二维光学相干层析的多层薄膜结构无损定量评价

为了实现对多层薄膜结构厚度进行快速准确的测量和无损定量评价,研制了二维光学相干层析(Optical Coherence Tomography,OCT)系统,避免了传统一维OCT系统逐点扫描导致成像效率低下的问题。阐述了去除OCT共轭镜像理论,采用了五步相移干涉法,具体由压电驱动器驱动参考镜实现,做到了对OCT共轭镜像的去除,避免出现OCT图像的混叠。所研制的OCT系统具有极高的系统分辨率和较好的信噪比,可以实现对手机钢化玻璃薄膜内部四层结构厚度(钢化玻璃、静电胶层1、防爆贴膜和静电胶层2)进行准确测量。实验结果表明:自研制的系统可快速高精度地对多层薄膜结构厚度进行测量,可以推荐使用在多层薄膜的无损定量评价中。     

油酸修饰纳米氟化镧的摩擦学性能

以油酸为修饰剂制备表面改性的氟化镧纳米粒子,在环块式摩擦磨损试验机上考察氟化镧纳米粒子在150N基础油中的摩擦学性能,借助透射电镜(TEM)、金相显微镜及X射线衍射仪(XRD),分别对磨损试样的表面形貌和元素成分进行观察和分析,探讨表面修饰氟化镧纳米添加剂的抗磨减摩机制.结果表明:油酸修饰的氟化镧纳米粒子在150N基础油中减摩抗磨效果明显,与纯基础油润滑相比,在250 N压力和450 r/min转速条件下,质量分数2％的氟化镧纳米粒子在稳定磨损阶段可使45#钢试样摩擦因数降低40％,总失重降低43.75％.EDX分析表明,氟化镧纳米粒子在摩擦过程中在磨损表面生成了自修复膜.     

内燃机润滑油添加剂抗磨损能力及其对发动机性能影响的试验研究

本文通过对几种选型的发动机润滑油添加剂的专用摩擦磨损试验机试验和发动机呆性能对比试验,证实了此类机油添加剂的减磨作用效果。分析了两种志用摩擦磨损试验机的试验结果与发动机性能试验结果的对应关系,从而提出了进一步试验研究的方向。     

OCS—1H—S旧油净油机简介

一、概述六十年代国内的节油主要是发展酸碱法,几乎所有大中型工厂都有一套回收废油的设备。随着工业的发展,油品的种类已发展到几百种。各种液压设备对矿物油的清洁度、含水量和酸值的要求越来越严格,如今各种液压设备中换下来的油不是过去的废油,而是旧油。过去的化学处理工艺,现各工厂已基本不用。如何节油这是当今国内外迫切要求解决的一个难题。我校为解决这一难题,研制了OCS—     

羟基硅酸盐/纳米铜复合添加剂摩擦学性能研究

由羟基硅酸镁和纳米铜粉体按质量比1∶1组成复合添加剂,利用MJ-800型四球摩擦磨损试验机考察复合粉体、硅酸盐粉体和纳米铜分别作为N68基础油添加剂的摩擦学性能,借助JSM3010型扫描电子显微镜及EDS测试分析钢球磨痕的表面形貌和成分组成,研究了添加剂的作用机制.结果表明:添加剂的引入明显改善了基础油的摩擦学性能,添加剂粒子通过吸附、填充、微滚珠以及熔融铺展作用降低钢球磨损,并对磨损表面进行一定的修复;硅酸盐粉体和纳米铜表现出良好的协同抗磨效应,复合添加剂的极压抗磨性能优于硅酸盐粉体或纳米铜单独作为添加剂.     

纳米碳酸钙、稀土复合粒子用作润滑油添加剂的研究

选择合适的表面活性剂制备含纳米碳酸钙和纳米稀土复合粒子添加剂的润滑油,采用四球摩擦磨损试验机考察了润滑油的摩擦学性能;用扫描电镜与X射线光电子能谱仪分析了磨损钢球表面的形貌、化学组成和状态。结果表明：纳米碳酸钙、纳米稀土复合粒子的最佳添加方式为：CaCO3与RE质量比为1：1,总质量分数为0．6％;此时润滑油具有最佳的抗磨、减摩性能,润滑油的抗磨、减摩机理与纳米粒子存在形态以及它们的协同作用有关。     

油酸修饰PbS纳米粒子的摩擦学性能剖析

合成了基础油中分散性良好的油酸（OA）修饰PbS纳米粒子，并用四球摩擦磨损试验机考察了其作为润滑油添加剂的摩擦学行为，结果表明，OA修饰PbS纳米粒子在较低的添加浓度下就具有良好的减摩和抗磨效果，未修饰PbS纳米粒子作为润滑油添加剂时有一定的减磨作用，而修饰剂油酸则具有一定的抗磨性能。     

纳米二氧化铈润滑油添加剂的摩擦学特性

用适当的表面活性剂对纳米二氧化铈粒子进行表面改性处理,采用透射电镜(TEM)和X-射线衍射法(XRD)观察与测量纳米二氧化铈粒子的形貌、结构和平均直径。将改性后的纳米二氧化铈粒子作为润滑油添加剂,采用四球摩擦磨损试验机测定添加纳米二氧化铈粒子的润滑油的摩擦学性能。利用扫描电镜(SEM)观察磨斑表面形貌以及纳米二氧化铈粒子在摩擦表面的形态等,并探讨了纳米二氧化铈粒子具有优良摩擦学性能的机制。结果表明,经表面改性的纳米二氧化铈在润滑油中具有良好的分散、稳定性;纳米二氧化铈粒子的添加量为0.6%(质量分数)左右时,润滑油在室温与较高温度下均具有优良的减摩、抗磨作用。     

静电传感器在油液在线监测系统中的应用

将静电传感器技术运用到油液在线监测系统中去,对机械设备的磨损情况进行分析;研究了油液磨粒荷电机制,以及磨粒荷电量的影响因素;提出了一种改进的静电传感器测量模型,利用大型有限元分析软件ANSYS,对影响静电传感器性能的主要因素进行了仿真分析,并对传感器的结构进行了优化设计;研究了磨粒浓度与传感器测量电压之间的关系,运用静电传感器在线监测机械设备润滑油中磨损颗粒的荷电情况,得到设备磨损的监测结果,验证了静电监测方法的有效性。     

燃气轮机高压涡轮叶片粒子磨损数值模拟

为研究颗粒粒径对燃气轮机高压涡轮叶片磨损程度的影响,运用CFX-TASCflow软件对粒子轨迹和磨损区域进行DPM(Discrete Phase Model)数值模拟,采用拉格朗日法对流场中大量粒子轨迹进行追踪,使用不同浓度的机场跑道粒子(粒径10~1 500μm)对叶片进行磨损仿真预测,利用CFD-Post提取磨损数据和图像。研究表明:直径为10~80μm的微粒倾向于跟随气流运动,对叶片造成轻微磨损;直径大于100μm的粗粒轨迹明显偏离气流路径,对叶片造成多次严重损伤;随着机场跑道粒子质量浓度的增加,叶片磨损质量线性增加,粒子质量浓度为600 mg/m3时叶片前缘与叶盆后部损伤最为严重,与文献实验结果吻合。通过一系列实验表明粒子平均磨损率为2.6 mg/g。     

纳米Sn粒子的制备及其作润滑油添加剂的摩擦学性能研究

用化学还原法制备了表面经油酸修饰的纳米Sn粒子,并在透射电镜(TEM)下观测到所制备的纳米Sn粒子呈球形、平均粒径为20 nm。在MSR-10D四球摩擦磨损试验机上考察了纳米Sn粒子作为CF-4 15W/40润滑油添加剂的摩擦学性能,并在扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析仪(EDS)上对钢球磨斑表面进行了形貌观测和表层成分分析。试验结果表明,纳米Sn粒子作为润滑油添加剂具有一定的减摩性能和较好的抗磨性能,当所添加的体积分数仅为0.1%时,添加纳米Sn粒子润滑油的摩擦力比基础油降低了16.64%,其磨斑直径比基础油减小了38.4%。分析认为,纳米Sn粒子通过隔离摩擦表面而改善了润滑油的减摩抗磨性能。     

矿物质润滑油添加剂对钢/铝锡合金摩擦副摩擦学性能的影响

利用销盘式磨损试验机研究了一种矿物质润滑油添加剂对钢/铝锡合金摩擦副摩擦学性能的影响,并考察了这种添加剂对实际工况下铝锡合金轴瓦的作用效果。采用AFM、SEM/EDS等仪器对摩擦副表面进行了分析。结果表明,矿物质添加剂在低载荷比高载荷条件下的减摩抗磨效果明显;试验时间越长,添加剂的作用越充分,圆盘表面的Al-Sn共晶体的分布越分散,减摩效果越明显;添加剂降低了摩擦表面的粗糙度,显著地提高了摩擦副的减摩抗磨性能,延长了使用寿命;添加剂作用后的摩擦表面发现了少量的Fe元素,并发现个别添加剂粒子和磨损粒子在铝锡合金表面的镶嵌和沉积,添加剂提高了其承载能力。     

金属陶瓷粒子添加剂对摩擦副表面的影响

用MMW-1型销盘式摩擦磨损试验机,对含有金属陶瓷添加剂润滑油对气缸套-活塞环摩擦学特性的影响进行了模拟试验研究;用表面粗糙度仪测量了缸套试样的表面粗糙度;用原子力显微镜对缸套试样表面的微观形貌和摩擦力形貌进行了测试;用韦氏硬度仪测量了缸套试样的表面硬度变化。研究结果表明,气缸套试样表面在这种添加剂作用下,其表面粗糙度和峰高都大幅度降低,展现了金属陶瓷粒子良好的自修复能力,并且这种能力随载荷的增大而增强。表面硬度分析结果也表明,添加剂粒子与摩擦表面的作用也与载荷有关。     

基于磨料磨损的盘形滚刀刀圈磨损模型

针对盾构机用盘形滚刀在隧道掘进施工中磨损严重的现状,提出一种针对盘形滚刀刀圈磨损的建模方法。基于盘形滚刀的主要磨损形式——磨料磨损,对破岩轨迹和破岩力进行分析,建立了综合塑性去除机制和断裂去除机制的磨损模型,采用粒子群优化算法对两种不同去除机制的占比进行优化。通过有限元分析软件DEFORM建立滚刀磨损仿真模型来模拟实际工况,计算盘形滚刀磨损量。结果表明:模型计算值与实际工程值的误差小于20%,表明磨损模型具有较高的准确性,可用于刀具磨损量计算。