一种可实现超滑的混合溶液的摩擦学研究

作     者：孟凡杰 王仲楠 常秋英 王智源 张建文 耿旭 MENG Fanjie;WANG Zhongnan;CHANG Qiuying;WANG Zhiyuan;ZHANG Jianwen;GENG Xu

作者机构：北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2022年第58卷第11期

页      面：210-219页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 0703[理学-化学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：北京交通大学基本科研业务费专业资金(KMJB120271536)资助项目。 

主　　题：液体超滑 甘油聚醚 硼酸 摩擦磨损 摩擦化学膜 

摘      要：硼酸是一种弱酸,其化学反应生成的硼酸盐常被用作润滑脂极压添加剂。在本研究中,以硼酸作为添加剂,制备了与甘油聚醚混合形成的水溶液。随后,对混合水溶液的减摩抗磨性能和流变性能等进行试验研究,通过Hamrock-Dowson公式对成膜性能和润滑机理进行了分析,并讨论了溶液浓度,滑动速度,加载载荷,以及甘油聚醚分子量等参数对混合溶液摩擦性能的影响。结果表明:硼酸的加入,在降低了20%甘油聚醚溶液黏度(降低25%)的基础上,获得了稳定的最小摩擦因数为0.0045。膜厚比的计算结果显示在混合润滑条件下进入了超滑状态。分析发现:硼酸和甘油聚醚在摩擦副表面发生酯化反应,生成的含氨化合物可形成稳定的摩擦化学反应膜,同时随着甘油聚醚浓度的提高,其分子碳链末端的羟基可在摩擦副表面形成更稳定的吸附膜,表现出润滑性能的提升,生成的硼酸盐也可进一步改善抗磨性能。作为提高运动系统能量利用率的有效方法,这种改进的混合溶液的液体超滑对于传统机械工程领域和精密机械结构有着巨大的应用价值。