纳米材料在润滑领域中的应用

简述了应用于润滑领域的纳米材料——纳米润滑添加剂的种类及其减摩抗磨机理，介绍了目前人们研究较多的纳米润滑添加剂的减摩抗磨性能和它们在汽车工业中节约能源和减少尾气排放方面的应用。     

功能性填料改性聚合物材料的摩擦学研究进展

聚合物材料因其质轻、价廉、耐腐蚀以及优异的自润滑特性而广泛应用于工程机械润滑领域中。加入功能性减摩和增强填料复合改性聚合物树脂可以克服本征型高分子材料的一些固有缺陷,得到低摩擦因数、高耐磨性、高承载力以及耐高温等优异特性的摩擦学复合材料。本文综述了功能性填料如碳基材料、过渡金属硫化物、微胶囊、软金属、陶瓷纳米颗粒、矿物盐以及自润滑高分子对复合材料的减摩抗磨效果及机理。同时,力学性能是保证聚合物材料服役性能和使役寿命的关键参数,也会对材料的摩擦学性能带来显著影响。本文还重点论述了纳米颗粒和纤维等填料对复合材料的增强和增韧机理。最后,展望了功能性填料对力学性能与摩擦学性能的协效作用,以及计算机模拟在复合材料摩擦学中应用的发展趋势。     

掺Ti／Cu中间相碳合金作为润滑油添加剂的减摩抗磨性能

采用机械合金化法将金属Ti、Cu掺杂到煤焦油沥青碳质中间相中,制备出掺Ti／Cu中间相碳合金。利用XRD分析产物的晶体结构,并测试产物作为润滑油添加剂的减摩抗磨性能,用SEM观察摩损表面的形貌。结果表明：机械合金化掺杂金属Ti、Cu后,中间相碳合金的结晶有序度下降;中间相碳合金作为润滑油的添加剂具有良好的高温减摩抗磨性能,且随着栽荷的增大,其减摩抗磨性能更加显著。     

Y2O3薄膜的制备以及抗划伤性能和摩擦学性能研究

采用自组装成膜技术制备Y2O3薄膜.利用XPS、XRD和AFM分析表征了薄膜的组成和结构.结果发现淀积在基片上的Y2O3薄膜比较致密、均匀且牢固性好.摩擦磨损实验表明:利用该方法制备的Y2O3薄膜经600℃烧结处理后适于在低负荷、低滑动速度下作为减摩、抗磨保护性涂层.     

纳米Al2O3及PTFE的加入对镀层性能的影响

在化学镀Ni-P合金镀液中添加纳米Al2O3及PTFE制得Ni-P/PTFE-Al2O3复合镀层.研究了纳米Al2O3及PTFE的添加量对镀层硬度、磨损及减摩性能的影响.结果表明:纳米Al2O3及PTFE的加入能提高Ni-P合金镀层的硬度、耐磨及减摩性.     

石墨烯基水润滑添加剂研究进展

随着工业的飞速发展和人们环保意识的日益增强,传统润滑油在避免环境污染等方面越来越难以满足人们的使用要求,而环境友好型润滑剂成为摩擦学研究的重要方向.水基润滑剂具有成本低、冷却性能优、可生物降解和安全性能好等优点,是一种典型的绿色环保型润滑剂,既可以满足生态环境保护的使用要求,又可以满足某些特殊环境的使用需求.但在实际应用中,需要引入纳米添加剂来解决水介质的运动黏度小、润滑性能有限和易腐蚀等问题.石墨烯基材料是一种具有优异力学性能的片层结构纳米材料,且片层之间的滑动属于超润滑滑动,作为水基润滑添加剂使用潜力巨大.然而,石墨烯是由类苯环为单元组合而成的稳定结构,片层之间存在强烈的π-π相互作用,在水基介质中很容易产生聚集沉淀.因此,近年来许多学者开始采用不同的方法对石墨烯基材料进行功能化修饰,逐渐发现修饰后的石墨烯基材料在水基溶液中具有较好的分散稳定性,并且保持石墨烯原有的力学和润滑性能,作为添加剂显著提升了水基介质的润滑性能.本文归纳了目前石墨烯面向水润滑潜在应用的常用改性方法:(1)利用氧化石墨烯等片层上的含氧基团作为"锚固点"与修饰分子发生化学反应的共价键功能化修饰;(2)利用修饰分子与石墨烯基材料之间的π-π相互作用、离子相互作用和氢键等作用力进行结合的非共价键功能化修饰;(3)对石墨烯基材料进行尺寸调控.修饰后得到的石墨烯基水润滑添加剂能够有效降低工件间的摩擦系数和磨损率,并提高水基润滑剂的缓蚀效率.但是,石墨烯基材料作为水基润滑添加剂使用,其在水中达到长期的分散稳定性还具有一定的挑战性.并且目前所采用的多为油基润滑剂的评价体系,缺少对其冷却性能和生物降解性的测试标准与方法,因此需要建立一套针对石墨烯基水润滑添加剂的完整、系统的评价体系.     

表面修饰纳米ZnO对粘结固体润滑涂层摩擦学性能的影响

研究了硬脂酸表面改性纳米ZnO微粒对粘结固体润滑涂层摩擦学性能的影响,重点考察了硬脂酸表面改性纳米ZnO填料的质量分数对涂层耐磨性的影响.结果表明:含1%硬脂酸表面改性纳米ZnO的涂层的耐磨性最佳,而硬脂酸表面改性纳米ZnO填料对涂层减摩性能的影响不大.     

几种含聚氧乙撑链基绿色水基润滑剂的摩擦性能比较

以油酸分子为载体引入聚氧乙撑链和氮元素,合成了OT系列绿色水基润滑添加剂,参照GB6144-85测试了与钼酸钠复配后的防锈性能,通过四球试验机考察了1%OT1、1%OT2和1%OT3水溶液的摩擦学性能,初探其极压抗磨作用机理.试验结果表明:OT系列添加剂在水中具有较好的抗磨减摩性能,而1%OT2水溶液具有更高的承载能力,高载荷时抗磨减摩性能更好,摩擦系数最小.可能因其在溶解性和吸附性上达到了平衡.     

EDT的研制及其摩擦学性能

制备了一种含有混合酸多元醇酯润滑油添加剂EDT;用四球摩擦磨损试验机考察了其在N46基础油中的承载能力和抗磨减摩性能,并与常用添加剂ZDDP进行摩擦学性能对比.结果表明:添加剂EDT能显著地提高N46基础油的承载能力,其PB值达1176N,是N46基础油的2倍,比ZDDP的提高了33.3%;同时EDT有优异的抗磨减摩性能,在载荷为392N及490N时,其磨斑直径较ZDDP的分别减小了14.9%和27.3%,其摩擦系数比ZDDP的分别降低了19.7%和34.5%.