纳米二氧化锆添加剂对润滑脂摩擦学性能影响的研究

为研究纳米二氧化锆作为添加剂对润滑脂摩擦性能的影响,制备了不同比例纳米二氧化锆的润滑脂,采用四球摩擦试验机以及高温往复式摩擦磨损试验机研究了纳米二氧化锆对润滑脂摩擦学性能的影响.利用激光粒度分析仪、粉末X射线衍射仪、傅立叶变换红外光谱仪对纳米二氧化锆进行表征,利用金相显微镜、三维形貌仪对磨损表面的三维形貌进行了表征.结果表明:添加纳米二氧化锆可以优化润滑脂性能,其最佳的添加比例为0.3％,最优的工作温度为50℃,平均摩擦系数比原始脂低16.87％,钢球磨斑直径较原始脂相比低11.48％,钢球的质量损失与原始脂质量低74.72％,钢球的磨斑平均高度比原始值低33.16％.     

纳米金属/层状硅酸盐复合润滑添加剂的摩擦学性能

采用机械化学法制备了纳米铜/蛇纹石复合润滑材料,利用微动摩擦磨损试验机考察了其作为润滑油添加剂的摩擦学性能,借助纳米压痕仪（nano-in-denter）、扫描电子显微镜（SEM）、能量色散谱仪（EDS）及光电子能谱仪（XPS）对磨损表面进行了表征,探讨了减摩抗磨机理。结果表明复合润滑材料具有优异的摩擦学性能,其摩擦因数及磨损率分别较基础油降低约16.4%和69.2%。复合润滑剂颗粒参与了摩擦界面复杂的理化作用,形成了致密光滑的保护膜,主要由Fe、Si等元素组成,具有较高的微观力学性能,提高了摩擦表面的磨损抗力,显著地降低了摩擦磨损。     

坡缕石/铜复合纳米粉体对HT200摩擦副的摩擦学性能

用共混法制备1∶1的坡缕石/铜复合纳米粉体,经表面修饰后按质量比2%添加到150N基础油中,制备出含复合纳米材料添加剂的润滑油体系。用MMU-10G摩擦磨损试验机测试该润滑油添加剂对HT200对磨试样的摩擦学性能,并用高精度电子天平测定试件的失重量以评定其耐磨性能。用扫描电镜SEM、EDX等分析了摩擦磨损试验后表面成分与形貌的变化,并分析了摩擦学性能变化的机理。结果表明:制备的坡缕石/铜复合纳米粉体在基础油中分散性良好,颗粒大小不超过200nm,能明显提高摩擦副的减摩抗磨性能,平均摩擦因数下降19.1%,总磨损量下降44%,试件表面生成了含坡缕石特征元素和铜元素的自修复膜层,这是纳米坡缕石和纳米铜粒子共同作用的结果。     

液态硼酸钙纳米粒子的制备及摩擦学性能研究

制备了一种液态的硼酸钙（CBNL）纳米粒子,采用激光粒度分析（LPA）和红外光谱（FT-IR）等对其结构进行了表征,利用四球摩擦磨损试验机对CBNL在矿物基础油中的摩擦学性能进行了评价,并采用三位轮廓仪和XPS对钢球磨损表面形貌和元素状态进行了分析,结果表明：制备的硼酸钙为半峰宽20nm、平均粒径18nm的纳米粒子,在矿物油中具有优异的摩擦学性能;在摩擦过程中,纳米粒子能被金属表面吸附、沉积并发生了摩擦化学反应,形成了一层含有B2O3、CaO、Fe2O3和FeB等物质的保护膜。     

纳米碳酸钙、铜粒子混合物用作润滑油添加剂的研究

本研究采用纳米碳酸钙和铜粒子混合物作为添加剂加入润滑油中,选择合适的表面活性剂制备含纳米碳酸钙和纳米铜粒子混合物添加剂的润滑油.采用四球摩擦磨损试验机测定含纳米碳酸钙、纳米铜粒子添加剂的润滑油的摩擦学性能;使用扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDS)等观察分析磨损钢球表面的磨痕形貌、化学元素和纳米粒子形态.结果表明,纳米碳酸钙、纳米铜的混合粒子的最佳添加量为:总添加量Wt(CaCO3 Cu)%=0.6%,WtCaCO3%:WtCu%=1:1;该润滑油具有最佳的抗磨、减摩性能.研究表明,含纳米碳酸钙、纳米铜粒子添加剂的润滑油的抗磨、减摩机理与纳米粒子存在形态相关.     

超微坡缕石/Cu复合粉体作为润滑油添加剂的摩擦学性能

将球磨改性的超微坡缕石/Cu复合粉体(超微P/Cu)作为添加剂加入150N基础油中,利用四球摩擦磨损试验机考察润滑油极压性能、载荷和速度对其减摩抗磨性能的影响。采用扫描电子显微镜、X射线能谱分析仪、X射线光电子能谱仪对钢球磨斑表面形貌和化学元素进行分析。结果表明:超微P/Cu能够提高基础油的摩擦学性能,其最大无卡咬合负荷PB值比基础油提高了26.3%,比超微粉体P和Cu单独作用提高了9.1%;载荷和转速影响超微P/Cu的减摩抗磨性能,当载荷为245N、转速为1200r/min时,超微P/Cu具有良好的减摩抗磨性能。超微P/Cu较佳的减摩抗磨机制,归因于复合超微粒子在摩擦表面生成了孔状结构的坡缕石自修复膜和铜的延展膜。     

含纳米CaCO3,Cu混合物添加剂润滑油的研究

采用纳米碳酸钙、纳米铜粒子混合物作为润滑油添加剂.选择合适的表面活性剂制备含纳米碳酸钙和纳米铜粒子混合物添加剂的润滑油.利用四球摩擦磨损试验机考察含纳米碳酸钙、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)观察表面磨痕的形貌.用原子力显微镜和扫描电子显微镜(SEM)观察分析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、纳米铜的粒子混合物的最佳添加量为:纳米碳酸钙与纳米铜的总添加量的质量分数为0.6%,纳米碳酸钙与纳米铜的质量分数之比为1∶1;该润滑油具有最佳的摩擦学性能.研究还表明,润滑油中纳米碳酸钙、纳米铜粒子混合物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.     

纳米碳管/石墨烯导电硅脂的性能

分别以不同含量的纳米碳管和石墨烯为添加剂,二甲基硅油为基础油,聚四氟乙烯作稠化剂,制备了导电润滑硅脂.分别采用SYP4110-I润滑脂宽温度范围滴点测试仪、GEST-121体积电阻测定仪和MFT-R4000往复摩擦磨损试验机对硅脂的滴点、体积电阻率和摩擦学性能进行测试,采用扫描电子显微镜观察钢盘磨斑表面形貌,XPS能谱仪分析磨损表面元素组成.结果表明,两种添加剂都可以提高硅脂的滴点、导电性和摩擦学性能;且在添加量相同时,纳米碳管对硅脂滴点、导电性和摩擦学性能的改善优于石墨烯,当纳米碳管和石墨烯含量为0.2％时,制备的导电硅脂均具有更优异的抗磨减摩性能.XPS分析表明,在金属表面生成的摩擦保护膜是提高摩擦副抗磨减摩性能的根本原因.     

Graphene/SiO2纳米复合材料作为水基润滑添加剂的摩擦学性能

以石墨烯和正硅酸乙酯为原料用溶胶-凝胶法制备了Graphene/SiO₂纳米复合材料，用球盘式摩擦磨损试验机评价其作为水基润滑添加剂在不同载荷和浓度下的摩擦学性能。用扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)等手段表征了摩擦副的表面形貌和元素特征。结果表明：在15N载荷工况下，Graphene/SiO₂纳米复合材料作为添加剂在超纯水中含量为0.2%(质量分数)时具有最佳的摩擦学性能，比超纯水的摩擦系数降低了17.9%，钢球磨损率降低了61.7%。基于磨损表面分析提出的润滑机制为：在摩擦过程中，Graphene/SiO₂纳米复合材料在磨损表面生成的物理吸附膜、Graphene的层状剪切作用以及SiO₂在磨损表面的修复作用和滚珠轴承作用，使超纯水的摩擦学性能提高。     

超声液相剥离制备二维MoS_(2)作为润滑脂添加剂的摩擦学研究EI北大核心

通过超声液相剥离法制备不同片径的二硫化钼纳米片,并将其作为添加剂应用到锂基润滑脂。通过电子显微镜、拉曼光谱、X射线衍射仪和热重分析仪对所制二硫化钼纳米片的形貌、组成和结构进行表征;利用四球摩擦磨损试验机考察二硫化钼锂基润滑脂摩擦学性能,通过扫描电子显微镜和X射线光电子能谱分析MoS_(2)润滑脂润滑下钢球的磨损表面形貌,初步探究MoS_(2)的润滑机理。结果表明:二硫化钼纳米片表现出优异的抗磨减摩性能,当添加片径为80 nm,添加量为1.0%(质量分数)时,锂基润滑脂摩擦学性能最佳,最大无卡咬负荷和烧结负荷相较于基础脂分别提升了55.4%和61.2%,摩擦因数最高减小了23.15%,磨斑直径最高减小了21.13%。其摩擦学性能的提高主要与形成了Fe的各类氧化物、FeOOH、MoS_(2)和相关有机物构成的摩擦保护膜有关。     

凹凸棒石/油溶性纳米铜复合润滑添加剂的摩擦学性能

采用SRV-Ⅳ型摩擦磨损试验机研究凹凸棒石/油溶性纳米铜复合润滑添加剂的摩擦学性能,利用SEM和XPS对磨损表面进行表征分析。结果表明:两种单一添加剂均能明显改善基础油对钢-钢摩擦副的摩擦学性能,而复合添加剂较单一添加剂具有更加优越的减摩抗磨性;载荷越高,复合添加剂的摩擦学性能越好。在复合添加剂的作用下,磨损表面形成了致密光滑的复合摩擦保护膜,该保护膜的主要成分为FeS_2,Fe_2O_3,SiO_2,Cu,FeOOH和有机物。     

Cu纳米颗粒添加体的[BMIm]NTf_2离子液体法制备及其摩擦学性能

用离子液体法制备Cu纳米颗粒并将其用于摩擦学研究优于常用的方法,以往对此报道不多。通过微波辐射合成了1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酰亚胺{[BMIm]NTf2}离子液体,利用化学还原法分别在水溶液和[BMIm]NTf2中制备了Cu纳米颗粒,采用XRD,TEM,TG和DTA对其结构进行了表征;将2种纳米Cu颗粒溶于N68基础油中,采用四球摩擦磨损试验机对2种纳米Cu添加体的摩擦学性能进行了试验,并对磨痕表面进行了SEM分析。结果表明:[BMIm]NTf2离子液体中制备的Cu纳米颗粒为面心立方结构,粒径为3～25nm,能够显著改善N68基础油的抗磨减摩性能;与水溶液中制备的纳米Cu添加体相比,其摩擦系数下降了24.6%,钢球磨斑直径下降了18.8%,PB值提高了16.4%。     

炭/炭刹车副表面硬度对摩擦磨损性能的影响

对等温CVD沉积所得两种不同结构的炭/炭复合材料,不同表面硬度下的摩擦磨损性能进行了研究.其中A材料是光滑层结构,B材料是粗糙层和光滑层的混合结构.摩擦试验在实验室规模的MM-1000摩擦试验机上进行.试验表明:随着热处理温度的提高,不同材料的表面硬度均在下降;但在经历相同热处理温度后,B材料的表面硬度比A材料的低;表面硬度较低的B材料塑性较强,摩擦面上的磨屑易于形成致密、连续的摩擦膜,有利于保持稳定而较高的摩擦系数.     

PS／OMMT纳米复合材料作为润滑油添加剂的摩擦学性能

用乳液聚合法制备了聚苯乙烯/有机蒙脱土(PS/OMMT)纳米复合材料,并利用 XRD对其结构进行表征.利用四球机考察了纳米复合材料在AN 10油中的摩擦学性能,表明所合成的PS/OMMT纳米杂化材料能提高基础油的抗磨性能及承载能力,降低其摩擦系数;复合材料中OMMT含量对摩擦学性能影响很大.EDX能谱研究结果表明,在低负荷下PS/OMMT纳米复合材料在钢球表面铺展成膜,在高负荷下,聚合物分解,裸露出纳米结构的高度分散蒙脱土片层具有高活性,能在钢球的磨斑表面成膜,改善润滑油高负荷下的摩擦学性能.     

纳米铜胶的原位合成及其摩擦学性能研究

以醋酸铜为母体,维生素C（Vc）为还原剂,吐温-80为修饰剂,用原位合成一步法在基础油液体石蜡中成功制备了粒径分布为2．3—9．5nm、平均粒径为4．3nm的纳米铜胶。以制备的纳米铜胶的液体石蜡为润滑油添加剂,将其分散于关孚1号5w-30全合成机油中,制得分散稳定性、兼容性优良的纳米润滑油,在UMT-II摩擦磨损实验机、四球摩擦磨损实验机上分别考察添加纳米铜胶的润滑油的摩擦学性能,利用扫描电镜（SEM）和能谱散射光谱（EDS）分析磨损表面形貌,结果表明,添加的纳米铜胶在摩擦表面的划痕和犁沟处沉积并铺展成膜,相比关孚1号5w-30全合成机油,较大程度地降低了摩擦副的摩擦因数,显著改善了润滑油的润滑性能,表现出优异的抗磨减磨性能、极压性能和极限工作能力等摩擦学性能。     

润滑条件下三维编织炭复合材料的摩擦学特性

采用MM-200型摩擦磨损试验机研究了润滑条件下三维编织炭/环氧复合材料的摩擦磨损性能,探讨了载荷及滑动速度等外界因素的影响;并采用XL30 ESEM电子显微镜观察磨损表面形貌,分析了其磨损机理.结果表明,润滑条件下复合材料的摩擦磨损性能远优于干摩擦,且磨合期较短;随着载荷的增加,复合材料的摩擦系数和比磨损率降低,但滑动速度对摩擦磨损性能的影响很小;润滑条件下的磨损机理主要是磨粒磨损.     

Influence of date palm fibre and graphite filler on mechanical and wear characteristics of epoxy composites

In this article, mechanical and tribological performance of the epoxy composites based on graphite filler and/or date palm fibre are comprehensively discussed. The influence of the date palm fibre and/or graphite filler on the microstructure of the materials, tensile fracture samples, and worn surface of tribological samples are examined using scanning electron microscopy. The results revealed that interfacial adhesion of the date palm fibre with the epoxy is the key of the mechanical and tribological performance of natural fibre/polymer composites. The addition of the graphite is highly recommended for the natural fibre/polymer composites which can assist to reduce the friction which in turn enhances the wear characteristics of the polymer composites; however, the high content of the graphite deteriorates the mechanical properties.     

纳米SiC与PI填充改性PTFE复合材料的摩擦磨损性能

以纳米碳化硅(Nano-SiC)和聚酰亚胺(PI)为填料,经过机械共混、冷压成型和烧结等工艺制备Nano-SiC与PI共同填充改性聚四氟乙烯(PTFE)复合材料。利用MRH-3型环-块摩擦实验机研究不同实验条件下复合材料的摩擦磨损性能并记录磨损表面温度变化。通过扫描电镜观察试样磨损表面和转移膜形貌,分析其磨损机理。结果表明:纳米粒子含量、载荷和速度的变化会引起磨损表面温度发生变化,影响复合材料的摩擦磨损特性,复合材料磨损表面形貌和转移膜形貌也随之改变;随着纳米粒子含量增加,摩擦温升更快进入平稳阶段,有利于降低复合材料的磨损率;载荷由100N增加至400N,速度由1m/s增加至4m/s时,复合材料的摩擦磨损特性大幅下降,磨损表面形貌和转移膜形貌有显著变化,重载和高速条件下复合材料的磨损率高;环境温度在室温到135℃变化时复合材料的摩擦性能变化不明显。     

纳米坡缕石润滑油添加剂对45~#钢摩擦副的抗磨及自修复性能

制备的纳米坡缕石粒子经KH550表面修饰后分别按质量分数为2%,4%添加到150N基础油中,采用MMU-10G摩擦磨损试验机考察其作为润滑油添加剂对45#调质钢摩擦副的抗磨减摩和自修复性能。利用电子天平测定试样的失重量以表征其耐磨性能和自修复效果,用光学显微镜和SEM对摩擦表面形貌进行观察和分析,借助EDX测定摩擦表面成分的变化。结果表明:试样在纳米坡缕石添加剂为2%的润滑油体系中自修复作用微弱,磨损率下降有限,减磨仅发生在初期磨合阶段;而试样在坡缕石添加剂为4%的润滑油体系中总磨损量比纯基础油体系下降了26.5%,经成分和形貌分析,该试样表面生成了含坡缕石特征元素呈斑状分布的自修复膜层,耐磨性和自修复效果最好。