纳米微胶囊铜的摩擦学性能研究

用化学方法制备了纳米微胶囊铜润滑添加剂,通过四球机考察了其在矿物油中的摩擦学性能,结果表明：纳米微胶囊铜润滑添加剂具有优良的减摩、抗磨和极压性能。其润滑作用机理是Cu纳米粒子在摩擦表面沉积,并在高温高压下形成低剪切强度的表面膜,减少摩擦磨损,表现出良好的极压和抗磨减摩性能。     

油溶性纳米Cu作为润滑油添加剂在钢-铜摩擦体系中的摩擦学性能

实验室制备了油溶性纳米Cu润滑油添加剂，将其以1％的质量分数分散于SJ15W／40润滑油中，并以不加该剂的SJ15W／40润滑油作为参比油，采用端面试验机考察其在钢一铜摩擦副体系中的摩擦磨损行为。结果表明，在试验所选定的摩擦时间、载荷、转速条件下，添加了油溶性纳米Cu的润滑体系的摩擦系数和磨损体积都小于参比油，具有优异的减摩抗磨性能。表面分析结果表明，油溶性纳米Cu添加剂能够降低摩擦表面的显微硬度，并显著改善磨损表面的形貌。在摩擦过程中，油溶性纳米Cu添加剂在摩擦面会形成低剪切的膜层，降低摩擦副间的横向剪切力并补偿了磨损，同时在一定程度上修复了磨损表面，表现出低摩擦、低磨损及改善磨损面形貌的性能特征。     

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。     

水基硼酸盐纳米粒子的摩擦学性能研究

采用沉淀法合成了多种硼酸盐纳米粒子，用透射电镜对其形貌进行了表征，并用四球摩擦试验机考察了其在水介质中的摩擦学性能。结果表明，硼酸盐纳米粒子作为水基添加剂可使水的承载能力显著提高，抗磨减摩性能也有较大提高。随着硼酸盐纳米粒子在水溶液中添加量的增大，最大无卡咬负荷增大；在392 N负荷下，添加量为1.0%或1.5%时，磨斑直径最小；在添加量一定时，摩擦磨损性能与负荷有关，在较小或较大负荷下抗磨性能更好。结合X射线光电子能谱分析可推断添加剂的作用机理是添加剂在摩擦过程中发生了摩擦化学反应，并在摩擦副表面生成了含氧化物的复合润滑膜，有效地提高了水的抗磨减摩性能。     

稀土La2O3/CeO2复合材料作为润滑油添加剂的减摩自修复性能研究

通过化学合成法制备了稀土La2 O3/CeO2复合润滑添加剂,采用油酸改性使其在油中稳定分散,以400SN为基础油考察了在点、面接触条件下添加剂的摩擦学性能,并探讨了添加剂的减摩自修复机理.试验发现:添加剂具有良好的减摩性能是由于粒子表面包覆的油酸在摩擦表面形成了低剪切强度的润滑膜,同时,添加剂粒子在摩擦表面起到了"微...     

纳米润滑添加剂的摩擦学特性

作为润滑添加剂,纳米粒子具有独特的物理化学特性和优良的摩擦学性能。综述了纳米润滑添加剂的摩擦学特性和润滑机理。纳米添加剂可以提高基础油的润滑性能,减摩抗磨性能。     

纳米铜添加剂与磷酸三甲酚酯复配体系的摩擦学性能

采用四球摩擦磨损试验机考察了表面修饰纳米铜添加剂（简称纳米Cu）和磷酸三甲酚酯（T306）单剂及两者复配体系的摩擦磨损性能，采用X射线光电子能谱仪（XPS）和扫描电子显微镜（SEM）对磨痕表面进行了分析。结果表明，纳米Cu具有良好的润滑性能；当其在一定浓度范围内与T306复合使用时，两者将产生协同抗磨减摩效应；且两者添加的质量分数各为0．5％时，复配体系的抗磨效果最佳。两者复合使用时，会在摩擦表面形成由单质Cu的沉积膜及FeS、SO4^2-和PO4^3-的化学反应膜组成的复合表面膜，产生了协同抗磨减摩作用。     

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。     

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.     

SiO2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球形和微孔型非晶SiO2纳米粒子及其与油酸复配作为润滑脂添加剂的摩擦学行为，并对其耐磨减摩作用机理进行了探讨。试验结果表明：(1)SiO2纳米粒子在润滑脂中具有较好的稳定性；(2)SiO2纳米粒子能提高润滑脂的润滑效果，减摩抗磨性能及承载能力比基础脂有较大的改善；(3)SiO2纳米粒子在添加浓度约为4％时具有最佳的效果，与油酸复配具有较好的协同效应；(4)SiO2纳米粒子的润滑作用机理是其在摩擦表面形成复合材料层。与油酸复配后在摩擦界面的吸附膜可进一步改善界面的特性。     

润滑油用纳米TiO2的表面改性及自修复性能研究

采用油酸对纳米TiO2进行表面改性，使其稳定分散于基础油中。利用HQ-1摩擦磨损试验机考察纳米TiO2的自修复性能，并探讨其自修复机理。试验结果表明，经改性后的纳米TiO2粉体作为润滑添加剂具有良好的分散稳定性、减摩抗磨性和自修复性。     

纳米硼酸铜的表征与在水介质中的摩擦学性能

采用透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和红外光谱(IR)对油酸钠修饰硼酸铜纳米颗粒的形貌、物相和表面结构进行了表征，制备的硼酸铜纳米粒子粒径为60～90 nm，并能在水中均匀分散。用四球试验机考察了硼酸铜纳米粒子在水介质中的摩擦学性能及用扫描电子显微镜(SEM)观察了摩斑表面形貌。结果表明，添加质量分数为0.1% 2.5%的油酸钠修饰硼酸铜纳米粒子，可使水的承载能力显著提高，抗磨减摩性能也有较大提高。用X射线光电子能谱(XPS)分析了蚀球磨斑表面的化学成分，在摩擦副表面检测出Cu，B，Fe等的氧化物,硼酸铜纳米粒子沉积在摩擦表面上以及生成的氧化物保护膜起良好的抗磨减摩作用。     

两种主要高强度套管的耐磨性能试验

套管磨损是深井、超深气井钻井过程中困扰作业人员的突出问题,摸清P110和V140这两种主要钢级的高强度套管的耐磨性能对于钻井设计选用套管具有重要意义。为此,采用美国摩尔技术公司的全尺寸套管磨损试验机,模拟油气田现场的钻井作业参数以及钻井液配方,开展了钻杆接头与套管内壁间低、中、高3种典型的侧向力对P110和V140钢级套管的全尺寸实物磨损试验研究,检测并对比分析了磨损套管试样在不同磨损时间段的磨损沟槽深度、沟槽宽度、磨损系数、摩擦系数以及磨损体积等参数,并对套管摩擦表面进行了扫描电镜分析,进而探讨了不同工况条件下的套管摩擦机理。结果认为:在低侧向力的情况下,两种套管的磨损情况基本相当;在中等侧向力的情况下,V140套管的磨损比P110套管严重;在高侧向力的情况下,P110套管的磨损明显要大于V140套管;随着钻杆接头与套管内壁之间接触侧向力的增加,摩擦副之间的摩擦系数增大且处于黏着磨损状态。该研究成果对于在套管柱设计中根据不同井眼曲率考虑套管的耐磨性能选用套管具有参考价值。     

低ZDDP添加量对含Mo润滑油体系摩擦性能的影响

利用FALAX四球摩擦磨损试验机和SRV振动摩擦磨损试验机考察了低ZDDP添加量对含Mo润滑油体系抗磨性、减摩性以及极压性的影响,并采用SEM、XPS分析磨斑形貌和磨痕表面元素种类、价态以及含量。结果表明,在含Mo润滑油体系中磨斑直径随ZDDP含量的降低变化不明显,而摩擦系数变化显著,PB值随ZDDP含量的降低明显下降。因此在低ZDDP含量润滑油体系中,主要是解决体系PB值降低的问题。     

碱性复合磺酸钙基脂的摩擦学性能及机理

采用SRV摩擦磨损试验机评价了实验室制备的碱性复合磺酸钙基润滑脂在高、低温下的摩擦学性能,并采用三维轮廓扫描仪和X射线光电子能谱仪观察和分析了磨斑表面的磨损情况及表面元素的化学状态。结果表明,高温下碱性复合磺酸钙基润滑脂具有更好的减摩性能,但是其抗磨性能较之室温略有下降。产生这种情况的主要原因是高温下的摩擦表面比室温时有更高的化学反应活性,生成更多的硼酸钙和硫化亚铁,形成能抗磨减摩的覆盖膜。     

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。     

硬脂酸改性层状硅酸钠的摩擦学性能研究

 以硬脂酸作为改性剂，采用超声改性法对层状硅酸钠进行改性，制备了改性层状硅酸钠（改性层硅）用作润滑油添加剂。用沉降体积、光学显微镜、红外光谱和X射线衍射仪等测试手段对改性层硅进行表征，并在摩擦磨损试验机上考察其摩擦学性能，用扫描电子显微镜观察磨痕表面形貌，探讨改性层硅的减摩抗磨机理。分散性试验结果表明，改性层硅在500SN基础油中具有良好的分散稳定性；红外光谱结果表明，改性层硅表面存在有机官能团；X射线衍射结果表明，改性层硅晶体结构与改性前相比没有改变。当改性层硅质量分数为0.6%时，油样具有好的抗磨性能，磨斑直径减小11.5％；当改性层硅质量分数为0.8%时，油样具有好的减摩性能，摩擦系数减小29.7％。     

纳米添加剂与几种常用添加剂的复配性研究

文章采用往复摩擦磨损试验机考察了纳米铜复合超细蛇纹石微粉与摩擦改进剂(MoDTC)及清净分散剂(T106)复配体系的摩擦学性能,借助扫描电子显微镜观察了试样磨痕表面形貌,并研究了添加剂的作用机制。结果表明:当该纳米添加剂、MoDTC与T106按一定质量分数的比例复配加入基础油后,其摩擦系数大幅度降低,抗磨性能得到明显提高,具有极好的摩擦学性能。     

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。     

层状磷酸锆材料作为锂基脂添加剂的摩擦磨损性能研究

采用四球摩擦磨损试验机考察了层状磷酸锆材料α-Zr(HPO4)2.H2O（简称α-ZrP）和Cu(OH)2Zr(HPO4)2.2H2O（简称Cu-α-ZrP）作为锂基脂添加剂对钢-钢摩擦副摩擦磨损性能的影响。采用扫描电子显微镜、X射线能量色散谱仪和3D光学轮廓仪,对润滑后的钢球磨损表面形貌、元素分布和体积磨损量进行了表征。结果表明：这两种层状磷酸锆材料作为添加剂均能够显著提高锂基脂的承载能力和减摩抗磨能力;在α-ZrP和Cu-α-ZrP锂基脂润滑下,钢球表面形成了含有α-ZrP或Cu-α-ZrP的保护膜,从而改善了润滑脂的摩擦学性能。