正十二烷硫基硼酸钡摩擦学性能研究

合成了一种油溶性化合物正十二烷硫基硼酸钡(Ba-SB),并将其作为润滑油添加剂,采用四球摩擦磨损试验机评价了其摩擦学性能。结果表明:该添加剂具有较好的油溶性能和热稳定性能。十二烷硫基硼酸钡使HVI500基础油的抗磨性能明显改善,承载能力得到明显提高,摩擦系数明显降低,采用扫描电镜对钢球磨斑表面形貌进行分析,加了该添加剂的钢球磨斑表面平整、光滑,犁沟浅且钢球磨斑表面有沉积物,从EDS谱图上可以看出摩擦副表面含有B、N、Cr、Fe、S元素。从XPS分析添加剂在摩擦过程中发生了摩擦化学降解反应,并在摩擦副表面生成了BaO,B2O3和FeB的个物质抗磨减摩膜,从而改善了其摩擦磨损性能。     

硫氮型苯硼酸酯的制备及摩擦学性能

以二正辛胺和二硫化碳为原料合成含S、N的长链醇作为中间体,再与苯硼酸反应合成一种硫氮型苯硼酸酯润滑油添加剂,通过红外光谱分析对中间体和合成产物的结构进行了表征,并对合成产物进行了元素分析。对合成产物的水解稳定性和在全合成基础油聚α烯烃（PAO）中的油溶性进行分析。采用四球摩擦磨损试验机对其在PAO基础油中的极压性、抗磨性和减摩性能进行测试。采用扫描电镜（SEM）和能谱仪（EDS）对四球试验的钢球摩擦面进行分析。结果表明：水解时间超过180h,具有良好的水解稳定性;添加比例小于2.5%时,在PAO中完全溶解。添加量2.5%时,最大无卡咬负荷(PB)值1100N,比基础油增加了181％;磨斑直径(WSD)最小,达到0.48mm,比基础油下降30.4%;平均摩擦系数0.087,比基础油下降21.6%。说明硫氮型苯硼酸酯在PAO中表现出良好的极压性能、抗磨性能和一定的减摩性能。摩擦面磨损显著下降,摩擦面形成了含S、N、B的复合保护层。     

一种新型复合润滑油添加剂摩擦学性能的研究

用四球摩擦磨损试验机考察了油溶性二烷基二硫代磷酸铜(CuDDP)和有机硼酸酯(OB)的减摩抗磨性能,探讨了CuDDP与OB的协同减摩抗磨作用的协同减摩抗磨作用;采用扫描电镜分析了磨斑表面化学状态和深度分布。结果表明,CuDDP和OB具有优良的减摩抗磨性能,且二者具有优异的协同减摩抗磨作用。其主要原因在于有机硼酸酯促进了二烷基二硫代磷酸铜的分解,形成了铜与硼的渗透层。     

超细重质碳酸钙与纳米碳酸钙的摩擦性能对比研究

通过对比研究超细重质碳酸钙与纳米碳酸钙的抗磨减摩性能,采用了MR-S10G型杠杆四球摩擦试验机进行四球实验,利用光学显微镜观察钢球表面的磨斑形貌。通过对二者磨斑直径、最大无卡咬负荷以及摩擦系数的对比分析,结果表明,二者均具有良好的抗磨减摩效果,其中超细重质碳酸钙具有更加优异的抗磨减摩性能。     

一种含氮硫杂环硼酸酯的制备及摩擦学性能

以2-[2-苯并噻唑基]为原料合成了2-[2-苯并噻唑基]硫代乙醇(BTE),再以该BTE合成了一种含氮硫杂环硼酸酯(SNHB)添加剂,并采用FTIR、元素分析对其结构进行了表征。考察了BTE、SNHB的油溶性、热稳定性以及SHNB的水解稳定性。采用四球摩擦磨损试验研究了BTE及SNHB在菜籽油中的减摩、抗磨以及极压性能。采用SEM、EDS观察和分析了钢球磨斑表面形貌及元素。研究结果表明,合成的产物为目标产物BTE和SNHB;在相同的试验条件下,SNHB和BTE在菜籽油中完全溶解,具有较好的油溶性;SNHB和BTE的分解温度范围分别是从270.50~396.01℃、253.04~326.83℃,两者均具有良好的热稳定性,且SNHB的热稳定性优于BTE;SNHB的水解时间超过7天,而市售的硼酸三异丙酯仅为10 min,SNHB有较好的水解稳定性;在不同载荷、添加比例等条件下SNHB的摩擦学性能明显优于BTE。     

新型S-N型1,3,4-噻二唑-2-硫酮衍生物在菜籽油中的摩擦学性能

合成了一种新型S-N型1,3,4-噻二唑-2-硫酮衍生物(DTSO),用元素分析、红外光谱技术和核磁共振技术对其结构进行了表征;用热重分析仪考察了其热稳定性;在四球摩擦磨损试验机上评价了其作为菜籽油(RSO)添加剂的摩擦磨损性能;用扫描电子显微镜观察分析了钢球磨损表面形貌和元素化学形态.结果表明:所合成的化合物DTSO具有良好的热稳定性,能够有效提高菜籽油的抗磨减摩性能.     

绿色含氮多功能润滑油添加剂的合成、表征及其润滑性能研究

设计合成表征了四种精细化学品（A1~A4）,并用作多功能的润滑油添加剂。研究了四种添加剂的热稳定性及在液体石蜡（LP）中的溶解性和铜片腐蚀性;在四球摩擦试验机上系统地考察了其摩擦学性能;用扫描电子显微镜（SEM）和能谱分析仪（EDS）观察和分析了钢球磨斑的表面形貌和元素组成,并初步探讨了其摩擦作用机理。结果表明,四种添加剂具有优良的热稳定性、油溶性和抗腐蚀性能;四种添加剂都能明显改善液体石蜡的极压性能（PB和PD值）、抗磨性能和减摩性能;添加剂在摩擦过程中参与了摩擦化学反应,形成了复杂的反应膜。     

纳米六方氮化硼负载离子液体润滑添加剂的摩擦学特性

制备了超声剥离的六方氮化硼负载油酸咪唑离子液体(OL-IL/h-BN)润滑添加剂,利用SEM、TEM、FTIR、TG及XRD等对其结构和形貌进行了表征。利用Zeta电位测试方法表征了其在聚乙二醇400中的分散性能,结果发现分散稳定性得到大幅提升。利用四球摩擦磨损试验机测试了摩擦学性能,结果显示减摩抗磨性能都优于h-BN。利用SEM和XPS对其磨斑表面形貌和成分进行了分析,XPS分析结果显示表面膜中含有化学吸附膜以及Fe₂O₃和B₂O₃等化学反应膜,这些膜的形成对减摩抗磨性能起到至关重要的作用。     

钼酸盐离子液体的合成及其摩擦性能

以甲基三辛基氯化铵、钼酸钠、硝酸银为初始原料,合成了甲基三辛基钼酸铵室温离子液体,并通过红外光谱、核磁氢谱、质谱、元素分析对其结构进行了表征。利用热重分析仪、四球摩擦磨损试验机、扫描电镜（SEM）和能谱仪（EDS）考察了其热稳定性能和润滑性能,并初步探讨了甲基三辛基钼酸铵在400SN基础油中的润滑机理。研究结果表明：添加0.5％（质量浓度）钼离子液体能提高基础油抗烧结性能一个等级,提高PB值23.8%,降低磨斑直径34.6%。润滑性能的提升可能是由于钼离子液体在钢球表面发生了化学反应,形成了以钼的氧化物和铁的氧化物为主的化学沉积膜。     

羟基硅酸镁对球墨铸铁摩擦副耐磨性能的影响及自修复作用

将0.5%(质量分数)羟基硅酸镁自修复材料分散在长城牌汽油机润滑油SJ10W-40中,用摩擦磨损实验机考察羟基硅酸镁自修复材料对球墨铸铁摩擦副的减摩、抗磨及自修复性能,并与未添加自修复材料的润滑油进行对比.用扫描电子显微镜分析试样磨痕表面的形貌,并用能谱仪分析了其元素组成.结果表明:添加羟基硅酸镁自修复材料后,球墨铸铁摩擦副摩擦系数降低了68.8%;磨痕处存在与基体材料不同的修复区域,该修复区域沉积了Si,Mg,Al等元素.羟基硅酸镁自修复材料具有优良的减摩抗磨性能和自修复性能.     

油酸改性石墨烯/二硫化钼复合材料润滑添加剂的制备及摩擦学特性

为研究石墨烯基二硫化钼复合材料润滑添加剂对10^#白油（10^# White Oil,10^# WO）的摩擦磨损性能影响。采用水热反应法,以油酸为改性剂,以硫化钠为硫源,制备出油酸改性还原氧化石墨烯/二硫化钼（OA-RGO-MoS₂,ORM）及还原氧化石墨烯/二硫化钼（RGO-MoS₂,RM）复合材料,利用四球长时摩擦磨损试验机考察ORM和RM对10^# WO润滑性能的影响,借助多种现代表征手段分别对两种复合材料和磨痕进行表征分析。研究结果表明：ORM较RM具有更大的层间距、更高的石墨化程度、更好的热稳定性以及更加优异的分散稳定性。两种复合材料均在质量分数为0.2%时体现出最优异的润滑性能,其中,ORM由于经过油酸改性,产生的空间位阻效应使其润滑性能更加突出,最优条件下平均摩擦系数下降了42.2%。摩擦机理分析表明：RM与ORM均可在摩擦过程中通过吸附作用或摩擦化学反应在摩擦表面形成含有铁、氧、钼、碳和硫元素的润滑保护膜,从而起到减摩抗磨的作用。     

纳米WS2润滑油添加剂在直流磁场下的摩擦磨损特性

在四球摩擦磨损实验机摩擦区域添加了直流磁场发生装置，研究了添加经修饰的纳米WS₂润滑油在直流磁场作用下的摩擦磨损性能，用扫描电镜（SEM）配合能谱仪（EDS）及X射线光电子能谱仪（XPS）对钢球磨斑区域表面形貌和典型元素的含量及化学状态进行了分析，并探讨了相关的摩擦学机理。实验结果表明：经修饰后的纳米WS₂在150SN基础油中稳定性良好，含纳米WS₂的润滑油体现出更好的润滑性能，在纳米WS₂含量相同时，直流磁场下的润滑油抗磨减摩效果更好。直流磁场对纳米WS₂有一定的聚集效应，并会提高摩擦化学反应发生的概率。     

无机富勒烯类二硫化钨作为PAO6润滑油添加剂摩擦学性能的研究

以旋转化学气相沉积法合成无机富勒烯类二硫化钨（IF-WS₂）,利用X射线衍射仪、扫描电镜和透射电镜等手段对IF-WS₂进行表征;通过超声处理将表面活性剂span80和IF-WS₂均匀分散于基础油PAO6中,研究了添加量、温度、载荷等因素对IF-WS₂/PAO6减摩抗磨性能的影响;探究了IF-WS₂颗粒在PAO6中的分散性和稳定性以及IF-WS₂对PAO6抗氧化性的影响。结果表明：合成的IF-WS₂为不规则的笼状空心结构,平均粒径为100~200 nm;在载荷为392 N、IF-WS₂最佳添加量为0.25%（质量分数,下同）、测试温度为75 ℃时,IF-WS₂/PAO6的平均摩擦系数降低15.3%;测试温度为100 ℃时,平均摩擦系数降低约27%,磨痕直径减小了43.4%。在不同载荷、测试温度为100 ℃时,平均摩擦系数随着载荷的增加出现先降低后升高的趋势,磨痕直径不断增加。分散性和稳定性测试表明,span80有效改善了IF-WS₂颗粒在PAO6中的分散性,静置192 h后IF-WS₂添加量为0.25%的IF-WS₂/PAO6的分散稳定性最好。此外,氧化安定性测试显示加入IF-WS₂颗粒使 PAO6的抗氧化能力下降了31%。     

氮化硅在水和乙醇中的摩擦化学机理研究

在往复试验机上考察了Si_3N_4在干摩,水和乙醇润滑条件下的摩擦磨损性能,用SEM,XRD和XPS研究了Si_3N_4在水和醇中的摩擦化学反应机理。结果表明,Si_3N_4的摩擦系数和磨损体积随润滑环境的不同有如下顺序:干摩擦>水润滑>乙醇润滑。Si_3N_4在水中的摩擦化学机理涉及两个方面,一是Si_3N_4与水直接反应生成SiO_2;二是Si_3N_4与溶于水中的氧反应生成无定形Si-O化合物。Si_3N_4在醇中的摩擦化学机理为:Si_3N_4先与乙醇反应生成SiO_2,部分SiO_2与乙醇进一步反应生成硅酯。     

起重机吊臂专用润滑脂的研制

针对起重机的工况特点以及起重机吊臂的润滑条件要求,采用聚醚和低粘度聚α-烯烃复合作为基础油,并加入复合聚脲稠化剂和多种功能型添加剂,研制出一种起重机吊臂专用润滑脂。经过理化性能分析和试用,研制润滑脂具有良好热氧化安定性、剪切安定性、防锈防腐性、极压抗磨性能、机械安定性以及较好的粘附性和抗水性能;对起重机吊臂吊重以及日常养护具有较好的润滑和防护作用。     

Preparation of self-lubricating porous alumina ceramics with PMMA /PAO6 microcapsules and their tribological properties

In this work, we showed that immersing polymethyl methacrylate (PMMA)/poly alpha olefins (PAO6) microcapsules into the porous matrix can improve the lubrication properties of porous alumina ceramics dramatically. PMMA/PAO6 microcapsules were synthesized by microemulsion polymerization, and the microcapsules were immersed in the porous alumina ceramic matrix by vacuum impregnation. The lubrication behaviors of the porous alumina ceramics with PMMA/PAO6 microcapsules have been investigated under different loads. As compared with the unprocessed porous alumina ceramics, the coefficient of friction (COF) of the porous ceramics impregnated with microcapsules could be reduced to 4% of that without microcapsules, and the wear rate could be reduced by two orders of magnitude. No obvious change of the COF was noticed for the matrices with different pore sizes. The good self-lubrication properties were achieved by releasing the PAO6 in the microcapsules during the friction process.     

Understanding the lubrication mechanism between the polyhydroxyl group lubricants and metal surfaces

This paper presents the comparative studies to clarify the tribochemical reactions and disclose the tribochemical mechanisms of the polyhydroxyl group lubricants with different molecular structures and the lubrication performances of the friction pair of Nitinol alloy pin/high speed steel disc using pin-on-disc tribometer. The tribotest results show that all polyhydroxyl group lubricants can improve the lubrication performances of the friction pair and only castor oil exhibits super low friction of 0.005. It is shown that there is first the dissociation of castor oil in the presence of ester groups and then castor oil and the hydrolysis products of castor oil are easily oxidized by oxygen due to the double bonds and hydroxyl groups under the friction heating and high pressure. The sole results of the dissociations of castor oil and tribological oxidations are the provisions of the chemical reaction pathways to form the OH-terminated surfaces. Super low friction of the friction pair under castor oil lubrication can be attributed to occurring between the triboinduced degradations and oxidations, tribochemical reactions and triboformed OH-terminated surfaces resulting in the strong repulsive forces. These experimental results and analyses will support strongly and elucidate the super low friction mechanism from both scientific and application viewpoints.     

POM/改性PTFE合金的研究

对POM／改性PTFE合金的力学性能、摩擦磨损性能和加工性能进行了研究。结果表明,POM／改改PTFE共混合金综合了POM和PTFE的优点,减摩耐磨性良,尺寸稳定性、耐热性好,是一种理想的自润滑材料。