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弹流润滑状态下热可逆超分子凝胶润滑剂成膜机制的研究

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摩擦学学报（中英文） 2024年第5期44卷 585-596页

作者：范琳王永强陈强刘骁郭平霞杨淑燕蔡美荣白艳艳周峰青岛理工大学机械工程学院山东青岛266520 中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室甘肃兰州730000 烟台先进材料与绿色制造山东省实验室山东烟台264006

轴承和齿轮等机械部件在平稳运转过程中处于弹流润滑状态,研究超分子凝胶润滑剂在弹流润滑状态下的润滑性能具有重要意义.主要研究了热可逆超分子凝胶润滑剂在弹流条件下的摩擦学性能,采用同步热分析仪和差示扫描量热仪分析了超分子凝... 详细信息

轴承和齿轮等机械部件在平稳运转过程中处于弹流润滑状态,研究超分子凝胶润滑剂在弹流润滑状态下的润滑性能具有重要意义.主要研究了热可逆超分子凝胶润滑剂在弹流条件下的摩擦学性能,采用同步热分析仪和差示扫描量热仪分析了超分子凝胶润滑剂的相转变温度和热分解温度,证明该凝胶润滑剂具有良好的热学稳定性.采用流变仪分析了超分子凝胶润滑剂的流变学性能,证明该凝胶润滑剂具有良好的机械稳定性和触变性.通过光弹流润滑油测量仪研究了超分子凝胶润滑剂在弹流润滑条件下速度、载荷以及浓度对成膜机制的影响.结果表明:膜厚随着速度增大而增加,随着载荷增大而减小;乏油时间随着载荷和浓度增大而增加.通过微牵引力测定仪研究了载荷、滑滚比和温度对Stribeck曲线的影响,结果表明载荷越大摩擦系数越大,滑滚比越大摩擦系数越大,温度升高摩擦系数减小.试验证明超分子凝胶润滑剂具有比基础油和锂基脂更优异的摩擦学性能,是1种具有潜在应用价值的新型润滑剂.

关键词：超分子凝胶润滑剂弹流润滑流变学性能摩擦学性能

环境友好型氨基酸基离子液体作为水润滑添加剂的摩擦学机制研究

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摩擦学学报 2024年

作者：孙学敏刘骁郭平霞陈强白艳艳于强亮杨淑燕蔡美荣周峰青岛理工大学机械与汽车工程学院摩擦学与表面工程实验室烟台先进材料与绿色制造山东省实验室中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室

本文中以美国食品药品监督管理局(Food and Drug Administration， FDA)批准的食品添加剂月桂酰肌氨酸钠和氨基酸为原料，采用简单的质子交换反应合成了2种氨基酸基离子液体Lys-LS和Arg-LS，并将其用作水基润滑添加剂。利用SRV-V微动摩... 详细信息

本文中以美国食品药品监督管理局(Food and Drug Administration， FDA)批准的食品添加剂月桂酰肌氨酸钠和氨基酸为原料，采用简单的质子交换反应合成了2种氨基酸基离子液体Lys-LS和Arg-LS，并将其用作水基润滑添加剂。利用SRV-V微动摩擦磨损试验机和全自动真彩共聚焦显微镜考察了2种离子液体添加剂的摩擦学性能，并采用扫描电镜(SEM)、石英晶体微天平(QCM)和X射线光电子能谱仪(XPS)深入探究了其润滑机理。研究结果表明：2种氨基酸基离子液体添加剂具有良好的热稳定性且可以显著抑制铸铁在水中的腐蚀。与去离子水相比，当Lys-LS和Arg-LS的添加质量分数为0.5%时，水基润滑液的摩擦系数和磨损体积分别降低了约70%和85%，具有显著的减摩抗磨效果。机理分析结果表明，离子液体在界面处形成的摩擦化学反应膜与物理/化学吸附膜协同作用，有效地阻止了滑动摩擦副之间的直接接触，进而赋予水基润滑液优异的摩擦学性能。2种润滑添加剂制备简单，安全无毒且绿色环保，有望作为水基金属加工液和难燃液压液的关键润滑添加剂使用。

关键词：氨基酸基离子液体水基润滑添加剂摩擦学性能润滑机理环境友好型添加剂

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木质材料摩擦学研究进展

摩擦学学报 2024年

作者：于波晏骐赵京轲马晓峰蔡美荣段衍筠伍根生罗振扬南京林业大学理学院烟台先进材料与绿色制造山东省实验室南京林业大学机械电子工程学院南京林业大学材料科学与工程学院南京林业大学机电产品包装生物质材料国家地方联合工程研究中心

作为天然可再生高分子材料，木质材料具有环境友好以及加工和维护成本低等优点，在许多行业具有广泛的应用。然而，在加工和使用过程中，木质材料遇到的摩擦磨损问题制约了其高端应用。近年来，研究人员针对木质材料摩擦学开展了大量研... 详细信息

作为天然可再生高分子材料，木质材料具有环境友好以及加工和维护成本低等优点，在许多行业具有广泛的应用。然而，在加工和使用过程中，木质材料遇到的摩擦磨损问题制约了其高端应用。近年来，研究人员针对木质材料摩擦学开展了大量研究工作。本文中介绍了木质材料的物理结构、化学组成和力学特性，分析了基础物理性质及工艺条件对摩擦学性能的影响，综述了了木质材料相关摩擦学性能在木材加工、土木工程、家居行业和复合材料行业等不同场景下的应用和先进木质材料在高强度材料、光管理材料、热管理材料和工程结构材料等方面的应用研究，提出了木质材料摩擦学研究中存在的问题，对木质材料摩擦学的未来研究方向做出展望。

关键词：木质材料工艺性质摩擦学磨损行为

基于界面超分子主客体识别作用的仿生自修复水润滑研究（英文）

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摩擦学学报 2019年第5期39卷 593-600页

作者：魏鑫徐蓉年蔡美荣吴杨山东大学化学与化工学院胶体与界面化学教育部重点试验室山东济南250100 中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点试验室甘肃兰州730000 青岛市资源化学与新材料研究中心山东青岛266100 中国科学院大学北京100049

通过界面超分子主客体识别作用,成功地将端金刚烷基聚甲基丙烯酸3-磺酸丙酯钾分子组装到接枝环糊精分子的硅片表面;通过原子力显微镜,表面元素分析,膜厚变化,表面润湿特性等手段证实该聚合物的成功组装.通过摩擦试验证实:表面组装端金... 详细信息

通过界面超分子主客体识别作用,成功地将端金刚烷基聚甲基丙烯酸3-磺酸丙酯钾分子组装到接枝环糊精分子的硅片表面;通过原子力显微镜,表面元素分析,膜厚变化,表面润湿特性等手段证实该聚合物的成功组装.通过摩擦试验证实:表面组装端金刚烷基聚甲基丙烯酸3-磺酸丙酯钾分子后,在轻载条件下,具有极低的摩擦系数,呈现流体润滑状态;而在高载荷条件下,可能是由于表面组装的聚合物被部分剪切掉而呈现较高的摩擦系数.更重要的是,基于这种超分子作用间的可逆的非共价相互作用,该表面可呈现一种自修复的润滑效果,即在部分端金刚烷基聚甲基丙烯酸3-磺酸丙酯钾分子被剪切掉后,在客体大分子稀溶液中自组装后可再次获得低摩擦系数状态。

关键词：水润滑超分子主客体识别低摩擦系数自修复

群智能搜索在基础油性能预测模型中的优化效能

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摩擦学学报 2023年第4期43卷 429-438页

作者：夏延秋王裕兴冯欣蔡美荣华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室甘肃兰州730000

润滑油基础油组成成分的变化对其性能有重要影响,本文中针对复合基础油体系中KN4010、PAO40和PriEco 3000三种成分含量的不同配比,对润滑油运动黏度、黏度指数和旋转氧弹性能指标变化的影响,建立基于最小二乘支持向量机(LSSVM)基础性能... 详细信息

润滑油基础油组成成分的变化对其性能有重要影响,本文中针对复合基础油体系中KN4010、PAO40和PriEco 3000三种成分含量的不同配比,对润滑油运动黏度、黏度指数和旋转氧弹性能指标变化的影响,建立基于最小二乘支持向量机(LSSVM)基础性能预测模型,并进行对比分析及筛选;选用经典的粒子群优化算法(PSO)、蜻蜓算法(DA)和鲸鱼优化算法(WOA)等仿生群智能搜索策略构建混合模型,对优选的预测模型进行参数优化.测试结果表明:机器学习技术对油液性能具有良好的预测能力,并且LSSVM基础模型可以在小样本条件下得到相对较好的预测结果,而WOA-LSSVM能够显著降低模型的预测误差;并且通过测试和留一交叉验证法分析,WOALSSVM的预测结果明显优于其余模型,具有良好的预测精度和泛化能力.

关键词：基础油含量配比机器学习性能预测群智能优化搜索

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外地民工子弟小学教育问题研究

上海教育 2005年第Z1期 43-44页

作者：蔡美荣上海市浦东新区明达小学

上海市有流动人口五百万左右,按3％推算,有15万学龄儿童。流动人口进入城市后面临很多问题,如居住、就业、就学、社保、娱乐、与城市环境的文化融合等。流动人口的教育问题是其中的重要问题之一,主要表现为流

关键词：民工子弟中小学简易小学义务教育小学教育流动人口子女

基于极限学习机和优化算法的润滑油添加剂种类识别与含量预测

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摩擦学学报 2020年第1期40卷 97-106页

作者：夏延秋徐大祎冯欣蔡美荣华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室甘肃兰州730000

为了快速识别润滑油中添加剂种类和含量,将添加剂硫化异丁烯(T321)、烷基二苯胺(T534)、硫代磷酸胺盐(T307)以不同配比混合在基础油中,使用极限学习机(ELM)对油样的红外光谱数据构建模型进行训练测试,并采用贪心算法、遗传算法(GA)对输... 详细信息

为了快速识别润滑油中添加剂种类和含量,将添加剂硫化异丁烯(T321)、烷基二苯胺(T534)、硫代磷酸胺盐(T307)以不同配比混合在基础油中,使用极限学习机(ELM)对油样的红外光谱数据构建模型进行训练测试,并采用贪心算法、遗传算法(GA)对输入波段优化,筛选出最优波段区间组合以剔除相关性过高的波段从而提高运算效率.测试结果表明:ELM模型可对润滑油添加剂进行有效的种类识别和含量预测,相比于传统理化检测方法是一种经济快速的新型润滑油添加剂检测手段;且经GA波段筛选优化后模型输出结果更具优势,对三种添加剂的种类识别准确率均达到100%、含量预测决定系数(R^2)分别提升了43.8%、39.0%和24.4%.

关键词：润滑油添加剂极限学习机贪心算法遗传算法红外光谱波段筛选

基于灰狼算法优化GRNN的润滑油摩擦磨损性能预测

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摩擦学学报 2023年第8期43卷 947-955页

作者：夏延秋王春丽冯欣蔡美荣华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室甘肃兰州730000

针对齿轮油极压抗磨添加剂的复配问题,提出基于灰狼算法优化的广义回归神经网络(GWO-GRNN)摩擦学性能参数优化模型.选用齿轮油常用的硫化异丁烯(T321)、磷酸三甲酚酯(T306)、异辛基酸性硫磷脂十八胺(T308)和二烷基二硫代氨基甲酸钼(MoD... 详细信息

针对齿轮油极压抗磨添加剂的复配问题,提出基于灰狼算法优化的广义回归神经网络(GWO-GRNN)摩擦学性能参数优化模型.选用齿轮油常用的硫化异丁烯(T321)、磷酸三甲酚酯(T306)、异辛基酸性硫磷脂十八胺(T308)和二烷基二硫代氨基甲酸钼(MoDTC)这4种材料为添加剂,设计正交试验制备齿轮油并使用MFT-R4000往复摩擦磨损试验机测试其摩擦学性能,分别建立平均摩擦系数和磨损体积性能预测模型并对模型参数进行优化,提高模型预测的准确性,采用留出法和留一交叉验证法评估模型在数据集上的泛化能力,降低模型过拟合的风险.研究结果表明:在引入灰狼算法(GWO)优化广义回归神经网络(GRNN)的平滑参数σ后,预测模型的决定系数R2得到明显提升,GWO-GRNN平均摩擦系数预测模型的R2达到96%,磨损体积预测模型的R2达到91%;表明该模型能够在小样本情况下较为准确预测出齿轮油极压抗磨添加剂的摩擦学性能,为齿轮油极压抗磨添加剂的复配研究提供了新方法.

关键词：添加剂摩擦磨损灰狼算法广义回归神经网络润滑性能预测

两类润滑剂物性参数和摩擦系数的高通量分子动力学计算

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摩擦学学报 2021年第3期41卷 404-413页

作者：周峰鲍路瑶蔡美荣刘维民中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室甘肃兰州730000

提出了离子液体和酯类化合物两类润滑剂物性参数和摩擦系数的高通量分子动力学计算框架,建立了通过分子几何拓扑结构-力场参数分配-分子模型构建-参数计算的全流程高通量方法,利用充足的计算资源,可以实现万级规模的高通量并发计算.创... 详细信息

提出了离子液体和酯类化合物两类润滑剂物性参数和摩擦系数的高通量分子动力学计算框架,建立了通过分子几何拓扑结构-力场参数分配-分子模型构建-参数计算的全流程高通量方法,利用充足的计算资源,可以实现万级规模的高通量并发计算.创新性地提出了两层高通量并发-并行算法:第一层将润滑剂库分块,每一块并发计算;第二层单个润滑剂采用多CPU并行计算,大大提高了计算效率.以离子液体为例测试了高通量算法和代码,最大进行了100级高通量计算,结果表明,该高通量算法具有很好的稳定性和计算效率,得到的物性参数和摩擦系数与实验值相吻合.

关键词：高通量计算分子动力学离子液体酯类化合物物性参数摩擦系数