阴离子结构对镍基合金摩擦学性能的影响

目的 将不同阴离子结构的咪唑类离子液体作为镍基高温合金GH4738/硬质合金摩擦副润滑剂,研究其摩擦学性能,分析润滑作用机理。方法 分析离子液体的黏温特性和热稳定性,利用SRV-V微动摩擦磨损试验机、三维表面轮廓仪研究其摩擦学性能,利用扫描电子显微镜、能谱仪和X射线光电子能谱仪对润滑机理进行研究。结果 离子液体L-B104具有良好的黏温特性和热稳定性,具有优异的减摩抗磨性能,XPS结果表明在摩擦过程中离子液体润滑剂与镍基高温合金表面发生了复杂的摩擦化学反应,生成了具有较高韧性的金属氧化物与无机化合物,进而组成具有优异减摩抗磨性能的润滑膜,该膜能够有效隔绝摩擦副表界面的直接接触,从而起到减摩抗磨效果。结论 咪唑类离子液体L-B104作为镍基合金润滑剂,可以起到减摩抗磨作用,可进一步将咪唑类离子液体L-B104应用于镍基合金的切削加工领域。     

季铵盐正辛酸离子液体润滑剂的合成及摩擦学性能研究

目的合成N_(1444)Oct和N_(444)4Oct季铵盐羧酸离子液体,并对其摩擦学性能进行研究。方法以正辛酸或正辛酸钠和季铵盐为原料,利用酸碱中和反应或离子交换反应,通过萃取、溶剂沉淀、减压蒸馏等纯化方法,制备N_(1444)Oct和N_(444)4Oct两种季铵盐羧酸离子液体。采用核磁共振波谱仪、红外光谱仪、高分辨质谱仪对产物结构进行确认。采用粘度仪、热分析仪对其粘温性能、热稳定性进行测试,通过铜片腐蚀试验、水解稳定性实验测试其对金属基底材料的腐蚀性和水解稳定性。采用微动摩擦磨损试验机、三维轮廓仪、扫描电子显微镜测试它们在不同摩擦副上的摩擦学性能。结果所合成的离子液体作为钢/钢、钢/铜和钢/铝摩擦副的润滑剂,均具有优异的减摩抗磨性能。同时,它们的热稳定性和水解稳定性较好,对金属基底材料的腐蚀性较低。结论这些离子液体合成过程简单,原料廉价易得,易于大规模工业化生产。与传统含氟离子液体相比,它们不含卤素、硫、磷等元素,毒性低,与环境和生物体兼容性好。既可用于工业机械设备的润滑,也可用于医疗器械、食品加工机械的润滑,是一类极具发展前景的新型环境友好润滑剂。     

多库酯类离子液体作为基础油添加剂对镁合金的润滑性能研究

目的 将5种多库酯类离子液体作为非极性基础油液体石蜡(LP)和极性基础油聚乙二醇(PEG400)的添加剂,研究其作为钢/镁合金摩擦副润滑剂的摩擦学性能,并分析润滑作用机理.方法采用离子交换法合成离子液体添加剂,并利用SRV-V微动振动摩擦磨损试验机、三维表面轮廓仪考察其摩擦学性能,采用X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜和石英晶体微天平对润滑作用机制进行探究.结果 5种多库酯类离子液体作为添加剂具有良好的减摩抗磨性能;添加量为1% 可以有效改善基础油LP的摩擦学性能,而离子液体作为基础油PEG400添加剂在3% 含量可以起到一定的减摩抗磨效果;XPS结果表明在摩擦过程中润滑剂与镁合金表面发生了摩擦化学反应,形成了MgO ,Mg3 (PO4 )2和MgSO4等物质的摩擦化学反应膜.结论 多库酯类离子液体作为非极性基础油LP和极性基础油PEG400的添加剂,均可以改善其对钢/镁合金摩擦副的润滑性能,且物理吸附膜和摩擦化学反应膜共同决定了其润滑性能.     

含有三芳基膦腐蚀抑制剂的氟化聚醚润滑剂

这种润滑剂含有线性氟化聚醚 C_3F_7[CF(CF_3)CF_2O_3]_n CF_2CF_3(式中n=5-50)和腐蚀抑制剂(RfORfCF_2Ar)_3P(式中 RfORf 是至少含有一种醚交联的全氟烃醚基,Ar 是苯撑)。这种润滑剂可在极端温     

磁场强度对叠层复合材料摩擦学性能的影响

采用叠装-粘接工艺制备了不同润滑剂含量的钢-聚合物叠层复合材料,以GCr15钢球为摩擦配副,在球-盘摩擦试验机上考察叠层复合材料在不同磁场强度下的摩擦学性能.摩擦实验结果发现:随着磁场强度增大,不含润滑剂的叠层复合材料(S0)的摩擦系数和磨损率均发生显著降低;含润滑剂的叠层复合材料(S4)的摩擦系数和磨损率先缓慢降低后增大.用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)观察磨损表面形貌和元素分布,分析其磨损机理表明:细小磨屑被磁场吸附在接触表面并形成了滚珠效应,显著改善了S0的磨粒磨损和粘着磨损;在摩擦热和涡流热作用下,润滑剂迁移到硅钢表面并形成转移膜,使得S4具有良好的润滑性能;在无磁场时S4的聚合物表面发生疲劳剥落,在磁场作用下聚合物以塑性流动和粘着磨损为主.     

类富勒烯碳基薄膜在离子液体润滑剂作用下的摩擦学性能

利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术,在单晶硅基底表面制备含氢类富勒烯碳基薄膜.采用FEI Tecnai F30型高分辨透射电镜(HRTEM)和LABRAM HR 800型拉曼光谱仪对薄膜的结构进行表征;利用摩擦磨损试验机、奥林巴斯STM6测量显微镜和X射线光电子能谱仪(XPS)分析比较薄膜在干摩擦与离子液体1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐(L-B102)润滑条件下的表界面特性.实验结果表明:所制备的碳基薄膜具有典型的类富勒烯结构;在离子液体作为润滑剂条件下,含氢类富勒烯碳基薄膜在低频率摩擦时表现出减摩性能;在高频率摩擦中表现出优异的抗磨性能,磨损寿命显著提高.其作用机理可能是离子液体在摩擦过程中作为约束液体,当液体与固体表面接触时,由于分子或原子相互吸引的作用,产生物理吸附边界润滑膜,有效地起到减摩抗磨作用.     

高酸值乙醇润滑下几种活塞环材料的摩擦学性能

通过SRV试验机考察了乙醇润滑条件下CrN、WS2、渗氮、B4C活塞环材料与气缸材料对磨时的摩擦学性能,通过SEM、EDX表面形貌方法对磨损表面进行分析;实验结果表明:在乙醇的酸度较高的情况下,材料磨损严重,磨损以腐蚀磨损为主;在几种摩擦副材料中,CrN的摩擦学性能最好。     

齿轮传动的磨损自修复

研制适用于钢/钢摩擦副的含软金属Sn,Zn粉体的自修复润滑剂,在摩擦磨损试验机上考察该润滑剂的修复性能和摩擦学性能,用ANSYS软件仿真计算齿轮传动的齿面接触应力.研究结果表明,研制的Sn-Zn修复润滑剂可在钢表面摩擦形成修复层,在不同载荷下有良好的减摩和抗磨性能.仿真计算结果显示,该修复润滑剂可使修复齿面的接触应力降低16.7%.     

新型锌锡复合润滑剂及其对钢损伤表面的润滑修复性能

为改善钢类机械零件磨损自修复性能,该文研制了含活化的锌、锡两种添加剂的新型磨损自修复润滑剂,并在改进的MS-800型摩擦磨损试验机上,考察了使用该润滑剂的钢-钢面接触摩擦副的磨损自修复行为及其摩擦学性能。用X射线能谱仪和扫描电子显微镜分析了钢试样表面的化学元素分布、形成的修复涂层厚度及其表面形貌。结果表明,研制的锌锡复合润滑剂对钢损伤表面具有良好的润滑修复和减摩抗磨性能,可在机械运转中在钢受损摩擦表面形成20μm厚的修复涂层。     

凸轮-挺柱摩擦副涂层的性能分析

凸轮-挺柱摩擦副的摩擦磨损对发动机性能具有重要影响。为了研究不同涂层下凸轮-挺柱摩擦副的摩擦磨损,分别针对WC(碳化钨)耐磨涂层、Ni Cr-Cr3C2减摩涂层及不添加涂层3种情况进行摩擦学性能试验。在相同涂层情况下,对具有不同形貌的样件进行磨损试验,得到摩擦系数、磨损质量以及磨损比重等试验曲线和数据。在分析试验数据的基础上,确定凸轮-挺柱摩擦副采用Ni Cr-Cr3C2涂层后,其使用寿命得到提高,并且表面粗糙度大,可起到改善摩擦特性的作用。     

油润滑下WSi2/MoSi2复合材料的摩擦学性能

运用M 200型摩擦磨损试验机测定了WSi2/MoSi2复合材料与45#钢配副油润滑时的摩擦学性能,采用扫描电子显微镜分析了其磨损机理.结果表明:油润滑可明显改善WSi2/MoSi2复合材料的摩擦学性能,在80～120N时材料具有较好的摩擦磨损综合性能;在油润滑下,WSi2/MoSi2复合材料的磨损机理表现为点蚀磨损和磨粒磨损,偶件45#钢的损失主要归因于磨粒的切削作用.图6,参13.     

功能化氟化石墨烯增强水和基础油的摩擦学性能研究

目的 研究兼具超薄二维层状结构和优异润滑性能的功能化氟化石墨烯作为液体润滑剂添加剂的摩擦学性能。方法 通过混合碱高温处理氟化石墨制备得到亲水性的氧化氟化石墨烯(OFG),而后利用三氯十八烷基硅烷修饰OFG得到亲油性OOFG;通过SEM,TEM,AFM研究了OFG和OOFG的微观形貌特征和片层厚度，使用XPS,XRD和拉曼光谱等分析了OFG和OOFG的化学组成、表面基团等。结果 将OFG和OOFG分别作为水和液体石蜡油添加剂后的摩擦学测试表明OFG作为水的添加剂可有效改善其润滑性能，其中OFG在水中的添加量为10 mg/mL时，摩擦系数降低了61.78%,磨损体积减小了64.28%;将OOFG作为液体石蜡油的添加剂能够达到有效的抗磨效果，当OOFG在液体石蜡油中的添加量为5 mg/mL时，摩擦系数降低了15.38%,磨损体积减小了71.44%。结论 OFG以及OOFG纳米片在实际摩擦过程中可在金属表面形成保护膜，减弱摩擦副的直接磨损，最终有效改善水和液体石蜡油的润滑性能。     

新型含硫、氮的苯基硼酸酯润滑油添加剂的制备与性能

在催化剂作用下,通过醚化反应合成1–巯基苯并噻唑–2–辛基–3–苯基硼酸酯(MOPB)作为润滑油添加剂.以四球磨损试验机为测试工具分别测试MOPB的摩擦学性能,当基础油(PAO)中的MOPB添加量为2.5%时,基础油的承载能力和抗磨性能分别提高了131.8%和24.7%.运用扫描电子显微镜(SEM)和能谱仪(EDS)分别分析测试过程中的钢球磨损表面形貌和磨斑表面元素组成,通过水解稳定性实验测试MOPB的水解稳定性.结果表明:MOPB具有优良的水解稳定性,同时,MOPB作为润滑油添加剂与二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)相比具有较好的摩擦学性能.SEM和EDS的测试结果表明,在摩擦环境下,MOPB能有效减轻钢球摩擦副表面的擦伤和磨损.     

碳氟醇对十烷基硫酸钠水溶液的表面活性及反离子结合度的影响

通过用滴体积法测定溶液的表面张力,用电导法测定溶液的电导串来研究C_3F_7CH_2OH与C_(10)H_(21)SO_4Na混合水溶液的物理化学性质。结果表明:C_3F_7CH_2OH或NaCl的加入都能增加C_(10)H_(21)SO_4Na溶液的表面活性,两种方法测得的胶团反离子结合度规律一致,即随着C_3F_7CH_2OH量增加而增加,与C_6H_(13)OH情况不同。     

纳米二硫化钼粉体制备及其摩擦学性能

以钼酸铵和硫化铵为原料,通过化学沉淀法制备了纳米二硫化钼颗粒,利用透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)对粉体粒子形貌、大小和相结构进行了分析.利用立式万能摩擦磨损试验机测定了纳米二硫化钼的摩擦学性能,采用扫描电子显微镜(SEM)和能量色散谱仪(EDS)观察分析了磨损表面形貌及表面元素组成.结果表明:制备的纳米二硫化钼是粒径为40~50 nm左右的球形颗粒,具有大量的悬空键和很高的表面活性;作为固体润滑剂能明显降低摩擦系数,提高摩擦副的耐磨性能,易于在摩擦表面形成牢固的吸附膜和化学反应膜.     

TiO2光催化臭氧氧化降解全氟辛酸的研究

TiO_2光催化臭氧氧化可以有效降解全氟辛酸(PFOA),反应4 h后的脱氟率达到44.3%.考察了PO_4~(3-)、PFOA初始浓度、反应温度对PFOA脱氟率的影响.结果表明,TiO_2光催化臭氧氧化降解PFOA过程发生在催化剂表面,PFOA和O_3在TiO_2表面的吸附是降解反应发生的必要条件;反应过程的前半段温度占主导因素,脱氟率随温度升高而升高,反应过程的后半段吸附作用影响更大,温度越低脱氟率反而越高;降解过程中产生的中间产物主要是5种短链全氟羧酸化合物,包括C_6F_(13)C_OOH、C_5F_(11)C_OOH、C_4F_9C_OOH、C_3F_7C_OOH和C_2F_5C_OOH.TiO_2光催化臭氧氧化降解PFOA的机理类似于Photo-Kolbe反应.     

粉末冶金复合材料水润滑条件下的摩擦学性能

针对水液压元件摩擦副润滑困难、使用寿命短等方面的不足,制备了一种以316L不锈钢粉末冶金材料为基体、含有纳米金刚石颗粒悬浮液填充孔隙的复合材料,在水润滑条件下对复合材料和碳纤维增强聚醚醚酮(CFRPEEK)进行了端面摩擦磨损试验,并将其与316L不锈钢材料、316L粉末冶金材料、316L粉末冶金材料+润滑油进行了对比,研究了复合材料的摩擦学性能.结果发现:在500 r/min转速、400 N外载荷下,复合材料和CFRPEEK配对的平均摩擦因数为0.027,CFRPEEK的磨损率为0.128×10~(-16)m~3/(N·m),均小于其余三种配对方式,表明复合材料具有较好的摩擦学性能.复合材料表面产生了抛光效应,主要磨损机理为犁削效应;配对的CFRPEEK磨损机理为犁削机理,纳米金刚石颗粒的加入有效抑制了塑性变形的发生.     

石墨烯作为润滑油添加剂在高温工况下的摩擦学性能

为了探究石墨烯作为润滑油添加剂在高温工况下摩擦学性能和抗黏着性能,采用四球摩擦磨损试验机对添加石墨烯的基础油进行摩擦磨损实验。用XRD对石墨烯进行表征,用基础油和添加不同质量分数的石墨烯润滑油进行对比。结果表明:在润滑油中添加石墨烯能显著提高摩擦副在高温工况下的摩擦学性能和抗黏着性能。在质量分数为0. 03%时,其摩擦系数约降低22. 5%,磨斑直径约减少48. 9%,抗黏着时间约增加44. 9%。     

PEEK多元复合材料的制备和摩擦学性能

用模压方法制备了Ekonol/G/MoS2/PEEK多元复合材料,通过摩擦磨损实验方法对材料的摩擦学性能进行了研究,并用SEM对磨损表面进行了观察和分析,在此基础上探讨了复合材料的磨损机理。结果表明:用模压法制备Ekonol/G/MoS2/PEEK合材料是可行的;复合材料与PEEK相比,具有优良的摩擦学性能;随着Ekonol含量的增加,复合材料的磨损机理发生了由犁耕、磨粒、粘着磨损向疲劳磨损的转变。图8,参10。     

ZDDP润滑铜摩擦副表面膜的机制

运用摩擦学实验与表面分析相结合的方法,考察了以二烷基二硫代磷酸锌（ＺＤＤＰ）润滑的铜摩擦副表面膜,分析了表面膜中主要元素的存在状态和ＺＤＤＰ的减摩抗磨作用机制．研究结果表明：ＺＤＤＰ在铜摩擦副表面形成了由有机化合物和无机化合物共存的反应膜,该膜具有良好的减摩抗磨性能,可有效减小摩擦磨损;此外,ＺＤＤＰ还可通过对摩擦副表面的改性,增强其减摩抗磨性能