复合Al_2O_3-SiO_2纳米颗粒的摩擦学性能研究

以硅烷偶联剂为改性剂对复合Al2O3-SiO2纳米颗粒进行原位改性,实现其在润滑油中均匀稳定的单分散。将改性后的复合Al2O3-SiO2纳米颗粒分别按质量分数为0、0.05%、0.1%、0.5%、1.0%的量加入到润滑油中制成试样,进行四球试验和止推圈试验。对摩擦实验中的摩擦系数、磨斑直径、磨损量、摩擦副表面形貌进行分析。结果表明:当复合Al2O3-SiO2纳米颗粒添加质量分数为0.5%时,摩擦系数和磨斑直径最小,止推圈的磨损量出现负磨损,摩擦表面的磨痕明显的变浅、变窄。说明摩擦过程中,复合Al2O3-SiO2纳米颗粒沉积在摩擦副表面,形成一层保护膜有效的保护了摩擦表面,抗磨减摩作用显著。     

二烷基二硫代氨基硼酸酯的摩擦学性能

探讨二烷基二硫代氨基硼酸酯的抗磨减摩性能。合成了一种新型含硫含氮硼酸酯挤压抗磨添加剂(CNSB)。将合成的有机含硫含氮硼酸酯按比例加入到基础油T100中,制成润滑油样。利用四球摩擦磨损试验机考察各油样的抗磨减摩性能,利用扫描电子显微镜观察磨斑表面形貌。对多组样品的磨斑直径、摩擦系数、最大无卡咬负荷、磨斑表面形貌进行对比,探究二烷基二硫代氨基硼酸酯的抗磨减摩性能和机理。伴随着添加剂CNSB质量分数增加,磨斑直径、摩擦系数迅速减小,最大无卡咬负荷明显增加。添加1.5%CNSB的油样磨斑直径下降了28.95%;添加2.0%CNSB的油样摩擦系数下降了34.48%;添加2.0%CNSB的油样的最大无卡咬负荷增加了539N。在摩擦过程中,合成的CNSB发生分解反应,出现的活性S元素和少量的N、B元素,形成润滑保护薄膜,从而起到了抗磨减摩作用。     

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%.     

微乳液法制备纳米金属铜及其摩擦学性能研究

研究了微乳液法制备纳米金属铜粒子及其在润滑油中的应用.以CuSO4·5H2O、Span-80、Tween-80、SDBS、NaBH4等为主要原料,制得粒度可控、经透射电分析粒径在10～20 nm之间、有部分团聚的纳米铜颗粒.选用适当的活性剂对其进行表面修饰,获得了油溶性良好的纳米润滑油添加剂I6.用四球摩擦试验机和XP-销盘摩擦磨损试验机考察了纳米铜添加剂的摩擦学性能,试验结果表明,添加了I6的润滑油比未添加时PB值提高了28.4%,摩擦系数降低了77.8%;而且在相同负荷条件下,添加了I6纳米添加剂的平均磨斑直径比未添加时的磨斑直径要小得多,表现出了良好的抗磨减摩性能.     

石墨烯作为润滑油添加剂在青铜织构表面的摩擦磨损行为

采用球面接触往复移动方式,使用UTM-2摩擦磨损试验机考察了石墨烯作为润滑油添加剂的摩擦磨损性能。用TEM、SEM、XRD、红外光谱、拉曼光谱等手段对石墨烯的形貌和结构进行表征,用PAO4作为基础油和添加质量分数为0.01%石墨烯(GP)的润滑油进行对比,研究了在不同温度和不同织构面积率下的摩擦学性能。结果表明:在润滑油中添加石墨烯能显著改善摩擦磨损性能,温度为60℃和100℃时的效果最明显。在60℃和100℃工况下,在PAO4基础油中相对于原始表面各种织构都增大了摩擦系数和磨损率,在25℃和150℃工况下表面织构对摩擦磨损的影响不大;使用含有石墨烯的润滑油在不同温度下织构面积率为5%时摩擦系数较低,织构面积率为20%时摩擦系数较高,织构面积率为10%时磨损率较低。     

复合纳米氧化物作为润滑油添加剂的抗磨减摩特性研究

使用3种表面分散剂分别对纳米TiO2和纳米SiO2颗粒进行表面修饰,修饰后的粉体按不同质量分数作为润滑油添加剂加入基础油中,在立式摩擦磨损试验机上进行摩擦磨损实验。使用傅里叶红外光谱和分光光度计分别检测修饰后粉体表面键合特性和在基础油中的分散性,借助扫描电镜和EDAX对钢球表面形貌和元素进行表征。实验结果表明质量分数分别为5%,12%的钛酸酯偶联剂修饰的纳米粉体能够很好地分散在基础油中;基础油中加入1∶1复合纳米粒子后使得磨斑直径降低了21.7%,并且在磨斑表面检测到Ti、Si元素。分析认为纳米粉体在摩擦副之间形成了润滑保护膜的同时产生了微轴承效应,从而大大地提高了润滑油的摩擦性能。     

纳米铜润滑油添加剂的摩擦学特性及其自修复机理

为了评价纳米铜添加剂对摩擦副的减摩和自修复性能,采用液相化学还原法合成了二烷基二硫代磷酸(HDDP)修饰纳米铜微粒,利用四球摩擦磨损试验机分析了不同载荷条件下纳米铜添加量对摩擦系数、磨斑直径等摩擦学性能影响,采用扫描电镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)分析了磨痕形貌及其化学成分组成,并通过纳米压痕测试技术测量铜膜硬度及弹性模量。结果表明:纳米铜添加量为0.4%(质量分数)时减摩效果最佳,磨斑直径和摩擦系数明显下降,比未添加纳米铜的降低了23.0%~27.2%和15.1%~24.9%。摩擦过程中纳米铜微粒在摩擦表面形成化学沉积膜,铜膜的纳米硬度为1.63 GPa,弹性模量为78.08 GPa,表现出优良的抗磨减摩性能。     

一种含硫氮硼酸酯润滑油添加剂的制备及其摩擦学性能

为了提高硼酸酯的摩擦学性能和水解稳定性,将黄原酸、二乙醇胺等官能团引入其分子结构中,合成了一种含硫氮硼酸酯润滑油添加剂(SNB)。采用红外光谱、元素分析对SNB的分子结构进行了表征,研究了其在基础油聚α-烯烃(PAO)中的溶解性和水解稳定性;用MQ-12-Ep型四球试验机考察了SNB在PAO中不同含量、不同载荷下的摩擦学性能,利用MicroXAM型三维轮廓仪、X射线光电子能谱仪(XPS)分析了4只钢球磨损的表面形态。结果表明,SNB具有良好的油溶性和水解稳定性,当其为1.0%(质量分数)时,钢球的磨斑直径(WSD)和摩擦系数分别比PAO降低43%和47%,PB值提高40%;SNB良好的抗磨、减摩及承载能力归因于其在摩擦过程中发生了摩擦化学反应,并形成了主要由B2O3,含氮化合物,FeSO4和FeS等组成的边界膜。     

原位合成油酸修饰纳米硫化镍颗粒及其摩擦学行为研究

使用不同于传统的合成方法原位合成法在油性介质中直接合成出了油溶性的纳米颗粒.将自制的有机镍盐以分子级水平溶解于基础油之中,在常温条件下通过气液反应进行原位合成油酸修饰NiS纳米颗粒.研究表明,该方法所制备的纳米颗粒具有较好的油溶性,久置不会发生团聚和沉淀,同时可以与基础油比任意比例混合,这很好解决了增强纳米颗粒的油溶性的问题.红外光谱分析表明油酸在NiS表面发生了化学吸附,并非简单的物理吸附,-COOH的特征吸收峰明显消失.摩擦学性能研究表明所合成的纳米颗粒可以较好地提高润滑油的抗磨减摩性,在添加浓度为0.3%(质量分数)时摩擦系数和磨斑直径均达到最小,此时的抗磨减摩性能达到最佳.     

层状Cr2AlC纳米晶的合成及其摩擦学行为

通过液相磁力搅拌混合原料粉末2Cr/1.2Al/1C,在1400℃无压烧结合成了Cr2AlC。X射线衍射结果表明,Cr2AlC具有良好的结晶性,扫描电镜照片显示合成的Cr2AlC为层状结构,厚度大约在50~100 nm。将其以不同质量分数分散到基础油100SN中,利用摩擦磨损试验机初步研究了滑行速度,载荷等对其摩擦学性能的影响,结果表明,Cr2AlC添加量较低时,分散性较好,能显著降低基础油的摩擦系数和摩擦磨损,高载荷会加剧磨损,实验条件下,Cr2AlC添加量为0.6%和1%的润滑油在10N载荷时,摩擦过程中在表面形成具有减摩抗磨作用的润滑膜,表现出较好的摩擦学性能。