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。     

纳微米硼酸盐添加剂的抗磨减摩性能研究

用超声波乳化分散，在微乳液中反应制备了球状无定型纳微米硼酸盐添加剂，粒径为50—250nm。用四球摩擦试验机研究其摩擦学性能，当WB＝0．5％时，磨斑直径最小，减摩性能最优。用XPS分析了纳微米硼酸盐添加剂在摩擦表面，摩擦化学反应产物硼氧化物、O—B—N类化合物、酸性化合物以及吸附的有机化合物组成。并探讨了其抗磨减摩机理。     

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。     

纳米铜在润滑油基础油中的制备及性能表征

本文以自制甲酸铜为原料,在润滑油基础油的保护下,采用热分解方法成功制备出用作润滑油添加剂的纳米铜粉。本文还通过正交试验法研究了Cu2+的初始浓度、球磨时间、热分解温度以及搅拌速度对铜粉粒径的影响,并用XRD和TEM对纳米铜粉进行了粒径计算和形貌观察;本文采用四球摩擦磨损机对添加了纳米铜粉润滑油添加剂的甲基硅油进行了极压性能PB值的测试,测试结果表明:当制备工艺参数Cu2+的初始浓度0.33mol/L、球磨时间12h、热分解温度200℃、搅拌速度30rad/min时,所制纳米铜粉粒径分布均匀,呈球形,表面未氧化,平均粒径为42nm;添加了纳米铜粉的甲基硅油的极压性能显著提高。     

表面活性剂对纳米氧化锌减摩抗磨性能的影响

为提高纳米氧化锌在润滑油中的摩擦磨损性能和成膜性能,采用均匀沉淀法在合成过程中加入表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵(CTAB))制备了平均粒径约为20~30 nm的纳米氧化锌,并利用SEM、TEM、XRD等方法对制备材料的组织和相组成进行了表征。同时,利用四球摩擦磨损试验机考察纳米氧化锌对润滑油摩擦磨损性能的影响。结果表明:在载荷392 N时,最佳添加量(质量分数)为0.5%,平均摩擦系数降低了35%,磨斑直径下降了11%;利用CTAB修饰后平均摩擦系数降低了70%,磨斑直径下降了40%。在不同载荷下平均摩擦系数出现先增高后下降的趋势。钢球摩擦表面的形貌分析表明,添加CTAB后的纳米氧化锌润滑油,钢球磨损表面犂沟深度最浅,宽度最小。利用CTAB合成的纳米氧化锌具有良好的减摩抗磨性能,可以大大降低机械零件的摩擦力。     

表面改性海泡石纳米纤维作为润滑油添加剂的摩擦学行为

利用机械化学湿法表面改性工艺对海泡石矿物粉体进行了表面有机包覆和细化处理,得到了在润滑油中具有良好分散稳定性的纳米尺度的海泡石短纤维.借助往复式滑动磨损试验机,以GCr15/45#钢为摩擦副,考察了表面改性海泡石作为500SN矿物基础油添加剂的摩擦学行为.利用扫描电子显微镜、能量色散谱仪、X射线光电子能谱仪和纳米压痕仪分析了磨损表面的形貌、成分及纳米力学性能,揭示了表面改性海泡石添加剂的减摩润滑机理.结果表明,表面改性海泡石在不同载荷与频率下均表现出良好的抗磨减摩性能,当载荷为100 N、频率为20 Hz时,摩擦因数和45#钢磨损体积的降幅分别达到69.5％和71.7％.润滑油中部分海泡石粉体直接参与了金属表面复杂的化学反应,形成了由金属氧化物、氧化物陶瓷和石墨等组成的复合摩擦表面膜,该表面膜的形成与海泡石层链状结构及海泡石在不同摩擦条件下解理释氧、晶体结构破坏、活性基团重组密切相关.     

远红外纳米陶瓷粉润滑油添加剂的摩擦学性能

为了研究远红外纳米陶瓷粉作为添加剂对润滑油摩擦学性能的影响,将其表面改性后添加到牌号为150SN的基础油中,利用四球摩擦试验机对比研究陶瓷粉润滑油和基础油的摩擦学性能、摩擦系数和对应钢球的磨斑直径变化以及摩擦磨损机理。结果表明:两者的摩擦系数起始阶段相差不大,后期陶瓷粉润滑油的摩擦系数大幅减小;陶瓷粉润滑油的平均摩擦系数随着陶瓷粉添加量的增加先减小后增大,陶瓷粉添加质量分数为1.0%时,平均摩擦系数达到最小,相对基础油的变化率达-31.6%;陶瓷粉润滑油的磨斑直径远远小于基础油的,当陶瓷粉的添加质量分数为1.0%时,磨斑直径最小。     

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.     

废润滑油减摩耐磨功能再生添加剂的探讨

为了实现报废润滑油的再生利用,采用新型添加剂恢复废润滑油的摩擦学功能,探讨了研制的两种再生添加荆(ZF和ZO)对废润滑油摩擦学功能的恢复情况,并就新、废润滑油的摩擦学特性进行了对比.试验结果表明:含ZF和ZO的废润滑油的摩擦学性能不仅得到了恢复和提高,而且超过了原新润滑油的特性.     

纳米润滑添加剂的研究进展

纳米材料的独特性能使得其在润滑领域表现出良好的抗磨减摩效果。本文中综述了纳米润滑添加剂的国内外发展现状及研究水平。为实现无机纳米颗粒在润滑油中的均匀分散,需对纳米颗粒进行表面处理。纳米润滑添加剂表面改性的方法主要有:包覆改性和表面化学改性。大量试验表明:将纳米粒子添加到润滑油中,不仅可以起到抗磨减摩作用,还可以延长器械的使用寿命,减少污染,节约能源,使免维修成为可能。     

纳米铜作润滑油添加剂的研究

介绍了纳米铜添加剂的制备方法,用四球试验、抗腐蚀试验、抗乳化性试验以及液相锈蚀试验分别考察了其对润滑油的抗磨减摩及抗腐蚀抗乳化抗锈蚀的影响。结果表明,在液压油HL68中添加纳米铜添加剂后,在钢-钢摩擦副之间表现出来良好的抗极压性能和抗磨性能,具有良好的抗腐蚀性能和抗锈蚀性能。     

油溶性离子液体作为润滑油添加剂的摩擦学性能研究

为解决离子液体在基础油中溶解性差、不宜用作润滑添加剂的问题,通过分子设计制备了极性较小的十六烷基三辛基季膦磷酸二异辛酯盐和十六烷基三辛基季胺多库酯钠盐2种油溶性离子液体,其在碳氢润滑油聚ɑ烯烃(PAO10)中均具有较好的溶解性。采用铜片腐蚀试验考察了2种离子液体的腐蚀性;通过Optimol SRV-IV往复振动摩擦磨损试验机测试了2种离子液体作为PAO10基础油添加剂的摩擦学性能,通过多功能X射线光电子能谱仪(XPS)和原位接触电阻(ECR)表征推导了离子液体添加剂在PAO基础油中的润滑机理。结果表明:2种离子液体作为PAO10的添加剂无腐蚀,完全符合对润滑添加剂的要求。2种离子液体添加剂比空白基础油和传统工业添加剂ZDDP均具有更好的减摩抗磨性能。2种离子液体添加剂会在摩擦副表面形成有效的吸附膜和发生复杂的摩擦化学反应,因而使离子液体具有优异的减摩抗磨性能。     

核壳式纳米铜-锡粉的极压抗磨性能研究

研究了纳米核壳式铜-锡双金属粉在空气中不易氧化的特性。另将核壳式纳米铜-锡粉作为添加剂,分别添加到500SN油15W／40SG／CD发动机油中,用四球摩擦试验机考察了极压抗磨性能。用0．015％的添加量,就可较大幅度提高润滑油最大无卡咬Ps值（达1000N／GB3142左右）。此外还考察了核壳式纳米铜-锡粉与磷酸钼抗磨剂复配的极压抗磨效果。证实它是一种高效极压抗磨添加剂。     

核壳式纳米铜-镍粉的极压抗磨性能研究

研究了核壳式纳米铜-镍双金属粉的一些性能,将核壳式纳米铜-镍粉作为添加剂,分别添加到500SN油、15W／40SG／CD发动机油、220重负荷工业齿轮油、GL-5车辆齿轮油中,用四球摩擦试验机考察了极压抗磨性能,表明其以极少的0．015％添加量,就可较大幅度提高润滑油最大无卡咬PB值（可达1000N／GB3142左右）,是一种高效极压抗磨添加剂。     

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.     

不同添加剂对聚偏氟乙烯膜结构和性能的影响

利用非溶剂相转化法(NIPS),以N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)为溶剂,聚乙烯吡咯烷酮(PVPK30)和一水合氯化锂(LiCl·H2O)为混合添加剂,改变PVPK30-LiCl·H2O配比得到不同性能和结构的聚偏氟乙烯(PVDF)膜。考察了不同种类添加剂(PVP、LiCl·H2O、H2O和PEG200)及不同配比的PVPK30-LiCl·H2O添加剂对PVDF成膜分相延时时间、分相速率的影响。实验结果表明,采用PVPK30为添加剂,铸膜液呈瞬时分相行为,膜通量很大;增大混合添加剂中PVPK30/LiCl·H2O的比例,会增加液液分相速率,使膜结构中的大孔贯通整个膜结构。     

添加剂对热压钛酸铝陶瓷性能与结构的影响

ＭｇＯ－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＣ四种添加剂对热压钛酸铝陶瓷力学与热学性能的影响。结果表明：引入添加剂后钛酸铝陶瓷的抗弯强度得到极大的改善，同时，由于陶瓷结构的变化，其热膨胀系数也明显增加。Ｘ射线衍射结果表明：添加剂在热压条件下与钛酸铝陶瓷发生了反应并形成固溶体。     

复合金属型清净剂的制备及性能研究

介绍了一种碱值达380mgKOH／g以上的含钙、镁、钠复合金属型润滑油添加剂的制备过程及其各项性能。实验中采用红外光谱法、热失重法等表征了该产品的基本结构及产品中碱性组分碳酸盐的晶型结构;通过冷冻蚀刻电镜法观察了含碳酸盐的胶体粒子结构及粒度分布情况;应用凸轮挺柱试验法等考察了复合金属型清净剂产品的极压抗磨性能。结果表明,该产品不但具有优良的高温清净性、较好的热稳定性、极压抗磨性,而且具有良好的胶体稳定性。是一种性能优良的润滑油添加剂。     

铝合金表面(Ti_xAl_y)N薄膜构成及耐磨、耐蚀性探讨

传统的阳极氧化技术可以提高铝合金的表面防护装饰性能.为了进一步扩大其应用范围,提高其使用寿命,通过磁控溅射技术,在6063铝合金的表面镀覆了一层(TixAly)N薄膜,利用薄膜测厚仪、显微硬度计、X射线衍射仪以及扫描电镜分别测量和分析了薄膜的厚度、硬度、相组成及表面形态.研究发现,6063铝合金表面镀覆(TixAly)N薄膜,可以明显提高6063铝合金的硬度.主要原因是(TixAly)N薄膜中几个强化相(TiN、AJN、Ti3AlN)硬度较高;与传统的阳极氧化膜相比,(TixAly)N薄膜与基体6063铝合金的结合性能更好,因而具有较高的致密性,有益于6063铝合金抗腐蚀和抗磨损性能提高.6063铝合金镀覆(TixAly)N薄膜后在装饰行业将有广泛的应用前景.     

不同钢种离子渗硫层的抗擦伤性能研究

为改善高速钢，模具钢和45钢的抗擦伤性能，采用低温离子渗硫技术在这三种材料表面生成了FeS固体润滑渗硫层，在QP-100球盘式摩擦磨损试验机上对比研究了这三种材料渗硫层在油润滑条件下的抗擦伤及摩擦学性能。利用SEM与XRD观察分析了渗硫层截面，擦伤面形貌及表面相结构，利用AES及XPS分析了擦伤表面元素沿深度的分布及边界润滑膜化合物的价态，研究表明，渗硫后三种材料的抗擦伤及摩擦学性能都有明显改善，其中渗硫高速钢的抗擦伤性最好。其后依次为渗硫模具钢，渗硫45钢，分析认为，不同钢种渗硫层抗擦伤性能的差异主要由基体硬度，组织结构及耐蚀性三方面决定。