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Tribological behavior of thermal- and pH-sensitive microgels under steel/CoCrMo alloy contacts

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Friction 2023年第4期11卷 602-616页

作者： Kequn SUN Yuanhua HU Yinghui DONG Lulu YAO ruhong song Yufu XU Institute of Tribology School of Mechanical EngineeringHefei University of TechnologyHefei 230009China School of Chemistry and Chemical Engineering Hefei University of TechnologyHefei 230009China

The tribological behavior of 316L stainless steel/CoCrMo alloy contacts under aqueous lubrication was investigated in this *** types of microgels including poly(N-isopropylacrylamide)(PNIPAM),polyacrylic acid(PAA),and poly(N-isopropylacrylamide-co-acrylic acid)(PNIPAM-co-PAA)were prepared and used as lubricant additives in aqueous *** tests were conducted using a ball-on-disk reciprocating tribometer,over a range of temperatures,pH,and concentrations of the *** PNIPAM-co-PAA microgels were proven to have excellent anti-friction and anti-wear properties,depending on the temperature and pH values of the *** maximum friction coefficient coincided with the lower critical solution temperature of the PNIPAM-co-PAA microgels at 32°*** the same time,the friction coefficient increased with the increase in pH value of the lubricant solution with the PNIPAM-co-PAA *** unique thermal-and pH-sensitive properties of the PNIPAM-co-PAA microgels provided a new strategy for controlling the friction and wear of steel/CoCrMo alloy contacts under aqueous lubrication.

关键词： poly(N-isopropylacrylamide-co-acrylic acid)(PNIPAM-co-PAA) microgel aqueous lubrication thermal-sensitive pH-sensitive

Effect of Biodiesel Soot on Tribological Behavior of Liquid Paraffin

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China Petroleum Processing & Petrochemical Technology 2018年第3期20卷 106-113页

作者： Li Chuan Wei Daozhu Zhuang Yuan song ruhong Hu Xianguo School of Mechanical Engineering Hefei University of Technology School of Automobile and Transportation Engineering Hefei University of Technology

Biodiesel soot （BDS） was collected from the combustion of biodiesel using a self-made soot trap. The effect of BDS on the txibological behavior of liquid paraffin （LP） was investigated using a four-ball txibometer. A rotating viscometer was used to investigate the effect of BDS on the viscosity of LE The morphology, composition, and tribological mechanism of BDS were studied by means of FETEM, XRD, XPS, SEM/EDS, and the 3D laser scanning microscopy. Test results showed that the BDS aggregates were chain-like, and the average diameter of BDS was 35 nm. The BDS existed in the form of graphitic layers and amorphous carbon. The oxygen-containing functional groups in BDS consisted of the （C-O-C） and （C-O-H）. With an increasing BDS content, the dynamic viscosity of LP increased and the maximum non-seizure load increased initially and became stable later. In addition, the average wear scar diameter （AWSD） of LP increased and the average friction coefficient of LP decreased at first and then increased later. The tribological mechanisms could be ascribed to the variation in content of BDS： BDS could act as a friction modifier for a lower friction coefficient in case of low BDS content. However, the BDS aggregates could lead to increase of abrasive wear to influence the lubricating oil film at higher content of BDS, which would reduce the friction reduction ability and wear resistance of LP.

关键词： biodiesel soot tribological behavior liquid paraffin

Surface characterization of steel/steel contact lubricated by PA06 with novel black phosphorus nanocomposites

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Friction 2021年第4期9卷 723-733页

作者： Zhiheng LUO Jingyuan YU Yufu XU He XI Gang CHENG Lulu YAO ruhong song Karl D DEARN Institute of Tribology School of Mechanical EngineeringHefei University of TechnologyHefei 230009China School of Chemistry and Chemical Engineering Hefei University of TechnologyHefei 230009China Mason Institute of Tribology School of Engineering University of BirminghamEdgbastonBirmingham B152TTUnited Kingdom

In the present work,two types of novel nano additives,titanium sulfonate ligand/black phosphorus(TiLi/BP)and titanium dioxide/black phosphorus(TiCVBP)nanocomposites,were *** tribological behavior of the steel/steel friction pairs lubricated by polyalphaolefins type 6(PA06)containing the nanocomposites under boundary lubrication was *** worn surfaces were analyzed using modem surface *** experimental results show that the rubbed surfaces became smooth and showed little wear with the addition of the ***_(2)/BP nanocomposites can significantly improve the lubricity of BP nanosheets under high contact *** synergistic roles of the load-bearing abilities and rolling effect of TiO_(2) nanoparticles,the slip induced by the BP with its layered structure,and the establishment of a tribofilm on the sliding interface are the basis of the tribological mechanisms.

关键词： surface characterization black phosphorus(BP)nanosheets nano titanium dioxide boundary lubrication steel/steel contact

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生物质燃油碳烟颗粒的分散特性

化工学报 2015年第4期66卷 1506-1513页

作者：刘天霞胡恩柱宋汝鸿张斌胡献国合肥工业大学机械与汽车工程学院安徽合肥230009 北方民族大学化学与化学工程学院宁夏银川750021

碳烟分散性能是柴油机油的一项重要性能指标,采用黏度法、斑点实验法及粒径分布法考察了生物质燃油碳烟(BS)和0#柴油碳烟(DS)在液体石蜡(LP)中的分散性能及商用分散剂聚异丁烯丁二酰亚胺(T154)对其分散性的影响,并借助X射线光电子能谱... 详细信息

碳烟分散性能是柴油机油的一项重要性能指标,采用黏度法、斑点实验法及粒径分布法考察了生物质燃油碳烟(BS)和0#柴油碳烟(DS)在液体石蜡(LP)中的分散性能及商用分散剂聚异丁烯丁二酰亚胺(T154)对其分散性的影响,并借助X射线光电子能谱仪和傅里叶红外光谱仪分析其分散机理。结果表明,BS和DS表面均带有一些含氧官能团且BS氧含量高于DS;DS对体系增稠作用大于BS,T154对BS和DS在LP中的分散性均有良好的作用,但对BS的分散效果更好。T154亦可作为BS在润滑油中的分散剂使用,因为BS表面含有羧基、酚羟基等含氧酸性基团,可与T154中丁二酰亚胺依靠酸碱作用吸附分散剂。同时,BS表面的极性基团与N—H单元产生氢键而吸附T154。

关键词：生物质燃油碳烟分散吸附表面

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燃油碳烟颗粒的表面特性与润滑油黏度行为

化工学报 2015年第10期66卷 4123-4130页

作者：刘天霞宋汝鸿胡恩柱徐玉福胡献国合肥工业大学机械与汽车工程学院安徽合肥230009 北方民族大学化学与化学工程学院宁夏银川750021

发动机燃油碳烟颗粒不可避免地会进入润滑油中,引起润滑油黏度的增长,从而影响发动机的润滑特性和使用性能。借助傅里叶红外光谱仪、X射线光电子能谱仪、全自动微孔物理吸附和化学吸附分析仪、光学法接触角/界面张力仪、Zeta电位仪等仪... 详细信息

发动机燃油碳烟颗粒不可避免地会进入润滑油中,引起润滑油黏度的增长,从而影响发动机的润滑特性和使用性能。借助傅里叶红外光谱仪、X射线光电子能谱仪、全自动微孔物理吸附和化学吸附分析仪、光学法接触角/界面张力仪、Zeta电位仪等仪器,对比分析了生物质燃油碳烟颗粒(BS)和0#柴油碳烟颗粒(DS)的表面特性,探讨了BS和DS对液体石蜡(LP,润滑油基础油的模拟物)和碳烟分散体系的黏度的影响及碳烟表面特性对黏度的影响机理。结果表明,40℃时油品的相对黏度随碳烟浓度的增加呈指数函数增加,并且相同碳烟浓度下DS污染的油品相对黏度更大,高浓度碳烟污染的油品呈明显剪切稀化行为,DS污染的LP的黏度受剪切转速的影响更大。BS和DS表面主要元素是碳和氧,且BS氧含量高于DS,表面均带有一些含氧官能团。表面特性分析显示,DS的比表面积大于BS,表面能高于BS,亲油性弱于BS,致使DS在LP中比BS更易团聚成大颗粒,这是DS对润滑油黏度的影响大于BS的主要原因。

关键词：燃油碳烟表面特性润滑油黏度

装在扫描电子显微镜中的销-盘式磨损试验装置

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固体润滑 1989年第1期9卷 50-55页

作者：桂长林俞建卫宋汝鸿合肥工业大学摩擦学研究所

本文介绍了一种装在S-570扫描电子显微镜中的销-盘式磨损试验装置。利用它可以研究各种材料的微观磨损过程,並能通过屏幕、拍照或录像直接观察和记录其磨损的动态过程,同时还能精确地检测出和记录摩擦过程中的摩擦力和动态载荷。该试验... 详细信息

本文介绍了一种装在S-570扫描电子显微镜中的销-盘式磨损试验装置。利用它可以研究各种材料的微观磨损过程,並能通过屏幕、拍照或录像直接观察和记录其磨损的动态过程,同时还能精确地检测出和记录摩擦过程中的摩擦力和动态载荷。该试验装置为研究材料的磨损机理提供了一种重要的手段,对认识材料的磨粒磨损、粘着磨损、选择性转移以及裂纹的起源与扩展等都具有十分重要的作用。

关键词：磨损试验装置销-盘式电子显微镜

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钙盐清净剂对生物质燃油碳烟的分散性影响

化工学报 2016年第7期67卷 3032-3039页

作者：刘天霞宋汝鸿刘一鸣徐玉福胡献国合肥工业大学机械与汽车工程学院安徽合肥230009 北方民族大学化学与化学工程学院宁夏银川750021

碳烟分散性是清净剂的主要功能之一,采用黏度法、斑点实验法、沉降法及粒径分布法4种模拟实验考察3种钙盐清净剂(高碱值合成磺酸钙T106、烷基水杨酸钙T109、高碱值硫化烷基酚钙T115B)对生物质燃油碳烟(BS)在液体石蜡(LP,基础油模拟物)... 详细信息

碳烟分散性是清净剂的主要功能之一,采用黏度法、斑点实验法、沉降法及粒径分布法4种模拟实验考察3种钙盐清净剂(高碱值合成磺酸钙T106、烷基水杨酸钙T109、高碱值硫化烷基酚钙T115B)对生物质燃油碳烟(BS)在液体石蜡(LP,基础油模拟物)中分散性能的影响,并借助X射线光电子能谱仪和傅里叶变换红外光谱仪分析钙盐清净剂对BS的分散机理。结果表明,BS浓度高的分散体系剪切稀化明显,有非牛顿型流体特性。相比之下添加T109时分散体系黏度最小,油泥斑点分散值最大,清液层高度下降率最大,在正庚烷中团聚体的粒径范围和平均粒径最小,T109对BS在LP中的分散效果最好。机理分析显示BS表面含有羧基、羟基等含氧极性基团,可与钙盐清净剂的极性端通过氢键或酸碱作用吸附清净剂;同时,钙盐清净剂中非极性端的烷烃基团的亲油性又使得烷烃基团在LP中形成空间位阻,阻碍BS颗粒团聚,从而起到分散BS的效果。

关键词：钙盐清净剂生物质燃油碳烟分散吸附

固体润滑剂对稻壳基陶瓷材料干摩擦行为的影响

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摩擦学学报 2018年第2期38卷 170-179页

作者：王棒棒胡恩柱胡献国史彬杨伟胡坤宏宋汝鸿杨炳训合肥工业大学机械工程学院安徽合肥230009 合肥学院化学与材料工程系安徽合肥230601

为实现稻壳资源的综合利用,本文作者以稻壳粉为原料,酚醛树脂为粘结剂,石墨和二硫化钼为固体润滑剂,制备出稻壳基陶瓷复合材料,并研究其摩擦学性能,为稻壳基陶瓷材料在滑动轴承和电机电刷领域的应用奠定基础.在可控氛围微型摩擦磨损试... 详细信息

为实现稻壳资源的综合利用,本文作者以稻壳粉为原料,酚醛树脂为粘结剂,石墨和二硫化钼为固体润滑剂,制备出稻壳基陶瓷复合材料,并研究其摩擦学性能,为稻壳基陶瓷材料在滑动轴承和电机电刷领域的应用奠定基础.在可控氛围微型摩擦磨损试验仪上,研究了不同载荷和转速下,石墨和二硫化钼对稻壳基陶瓷颗粒复合材料的摩擦学行为的影响.结果表明:添加质量分数10%石墨(或二硫化钼)于稻壳基材料中,材料的抗磨和减摩性能均得到明显的改善.在一定的载荷和速度下,添加石墨的稻壳基陶瓷复合材料的摩擦学性能优于添加二硫化钼稻壳基陶瓷复合材料.其中,石墨复合材料容易在低载荷(或转速)下,形成致密的摩擦膜起到一定的抗磨减摩功效;而二硫化钼的复合材料摩擦过程容易形成磨屑,致使材料表面形成微坑,使得抗磨性能降低.在高载荷或高转速时,两者均会因摩擦力诱导材料表面发生疲劳磨损,出现大量的坑槽,加剧磨损.

关键词：稻壳基陶瓷颗粒固体润滑剂干摩擦摩擦磨损机制

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添加稻壳基陶瓷颗粒改善液体石蜡润滑特性

农业工程学报 2017年第10期33卷 265-270页

作者：胡恩柱俞东瑞汤玉超吴云胡坤宏胡献国宋汝鸿合肥学院化学与材料工程系合肥230601 合肥工业大学机械工程学院合肥230009

为了实现稻壳资源的综合利用,变废为宝,以稻壳和酚醛树脂为原料,高温碳化制备出稻壳基陶瓷颗粒(rice husk ceramic,RHC),将其作为润滑油功能添加剂,可缓解稻壳焚烧和储存给环境带来的危害。在四球机上探究不同温度(25、75和100℃)和司盘... 详细信息

为了实现稻壳资源的综合利用,变废为宝,以稻壳和酚醛树脂为原料,高温碳化制备出稻壳基陶瓷颗粒(rice husk ceramic,RHC),将其作为润滑油功能添加剂,可缓解稻壳焚烧和储存给环境带来的危害。在四球机上探究不同温度(25、75和100℃)和司盘-80分散剂存在条件下,不同添加量(质量分数为0.01%、0.03%和0.05%)的RHC颗粒对液体石蜡(liquid paraffin,LP)润滑特性的影响,进而研究RHC颗粒的摩擦学行为。结果表明,25和75℃下,RHC颗粒在一定程度上改善了液体石蜡润滑性能,主要表现在钢球表面磨斑直径的降低,抗磨性增强,但并未明显降低摩擦系数;100℃下,RHC颗粒可明显改善液体石蜡的润滑特性,添加量为0.01%、0.03%和0.05%的油样与纯液体石蜡相比,平均摩擦系数从0.139(LP)分别降低到0.083、0.064和0.069;平均磨斑直径从0.389 mm(LP)分别降到0.314、0.311和0.318 mm。高温下摩擦诱导RHC颗粒组分参与边界润滑膜形成,起到抗磨减摩的功效。RHC颗粒可作为潜在的高温润滑油摩擦改进剂。

关键词：润滑颗粒摩擦稻壳粉陶瓷颗粒液体石蜡摩擦改进剂抗磨减摩