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二烷基二硫代磷酸锌在菜籽油中的摩擦学机理分析

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长安大学学报（自然科学版） 2005年第4期25卷 77-79,83页

作者：刘晶郁陈燕陈兴旺长安大学汽车学院陕西西安710064 烟台师范学院汽车学院山东烟台264000

通过四球机磨损试验和对试球磨损表面进行的X射线光电子能谱分析,研究了二烷基二硫代磷酸锌(Zincdialkyl-dithiophosphate,简称ZDDP)对菜籽油(RO)摩擦学性能的影响、磨斑表面主要元素的化学状态,并探讨了ZDDP在RO中摩擦作用机理。研究... 详细信息

通过四球机磨损试验和对试球磨损表面进行的X射线光电子能谱分析,研究了二烷基二硫代磷酸锌(Zincdialkyl-dithiophosphate,简称ZDDP)对菜籽油(RO)摩擦学性能的影响、磨斑表面主要元素的化学状态,并探讨了ZDDP在RO中摩擦作用机理。研究结果表明,ZDDP在RO中的最佳添加量为2.0%;ZDDP可以提高RO的极压性和抗磨性;ZDDP在RO中摩擦作用机理为ZDDP热分解,分解的产物在摩擦过程中发生摩擦化学反应,形成了由磷酸盐、硫酸盐、摩擦聚合物等组成的聚合膜;ZDDP还通过对摩擦副表面的改性,摩擦生成的单质态Zn原子沉积在金属表面,形成铁锌固溶体,增强了摩擦表面的抗磨能力。

关键词：汽车工程二烷基二硫代磷酸锌摩擦学机理润滑材料菜籽油表面膜形态

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纳米氟硼酸钾润滑油添加剂的摩擦学机理

粉末冶金材料科学与工程 2013年第3期18卷 341-345页

作者：柳学全李一霍静李红云李红印钢铁研究总院北京100081

采用扫描电子显微镜(SEM)、纳米扫描俄歇谱仪(AES)及X射线光电子能谱仪(XPS)对具有良好抗磨减磨性能的纳米氟硼酸钾润滑油添加剂进行摩擦学机理研究。结果表明,基础油添加适量纳米氟硼酸钾颗粒后,其抗磨减摩性能大幅度提高,特别在极压条... 详细信息

采用扫描电子显微镜(SEM)、纳米扫描俄歇谱仪(AES)及X射线光电子能谱仪(XPS)对具有良好抗磨减磨性能的纳米氟硼酸钾润滑油添加剂进行摩擦学机理研究。结果表明,基础油添加适量纳米氟硼酸钾颗粒后,其抗磨减摩性能大幅度提高,特别在极压条件(800 N)下磨斑直径可下降50%以上,最大无卡咬负荷(PB值)提高26%。表面分析结果表明,由于在摩擦表面既能形成吸附膜,又能发生摩擦化学反应生成含润滑性能较好的B2O3沉积膜和FeF2渗透层,从而表现出优异的抗磨减摩性能。

关键词：纳米氟硼酸钾颗粒润滑油添加剂摩擦学机理

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离子液体及石墨烯/离子液纳米流体在微量润滑磨削界面的摩擦学机理研究

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离子液体及石墨烯/离子液纳米流体在微量润滑磨削界面的摩擦学机...

作者：赵齐亮青岛理工大学

学位级别：硕士

目前在普通磨削加工领域,为降低磨削温度、提高零件的已加工表面质量,广泛采用传统的浇注式冷却润滑。但该润滑方式会造成大量磨削液的浪费,增加废液回收处理的成本。并且由于传统磨削液中含有大量的化学添加剂,磨削液的泄露、溅射或者... 详细信息

目前在普通磨削加工领域,为降低磨削温度、提高零件的已加工表面质量,广泛采用传统的浇注式冷却润滑。但该润滑方式会造成大量磨削液的浪费,增加废液回收处理的成本。并且由于传统磨削液中含有大量的化学添加剂,磨削液的泄露、溅射或者受热挥发,都会对操作人员的健康造成危害。不符合符合二十一世纪绿色制造的理念,因此微量润滑技术应运而生。进一步的研究发现,通过添加固体纳米颗粒可有效增强微量润滑技术的冷却润滑性能。然而,在上述润滑工况下,磨削界面润滑油膜的成膜机制和纳米颗粒减摩抗磨的摩擦学机理仍不清楚,尚缺乏系统的微观尺度研究。因此本文采用具有良好的传热和润滑性能的离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIM]BF)和1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([HMIM]BF)作为微量润滑磨削液和纳米流体的基液,采用具有极高热导率和纳米层状结构的石墨烯作为纳米颗粒制备成纳米流体,开展磨削镍基合金GH4169的对比实验研究。利用分子动力学模拟,揭示离子液体在微量润滑磨削界面物理吸附膜的形成机制和石墨烯纳米颗粒在磨削界面减摩抗磨的摩擦学机理。并采用扫描电镜(SEM)、X射线能量色散谱(EDS)和X射线光电子能谱分析(XPS)等手段,研究磨削液在微量润滑和纳米流体微量润滑状态下,磨削界面化学反应膜的形成机制。本文的具体研究内容如下:(1)采用两种离子液体([BMIM]BF和[HMIM]BF)作为微量润滑磨削液,进行了磨削镍基合金GH4169的对比实验研究,以磨削比能、磨削力比、表面粗糙度、磨削温度和热量分配比等磨削性能参数作为指标,评价了离子液体的冷却润滑性能。利用LAMMPS、Atomsk、Packmol和3DMax等软件,结合实际磨削加工条件,建立了磨粒、工件、离子液体液膜和石墨烯等几何模型,进一步构建了干磨、微量润滑和纳米流体微量润滑状态下的磨粒磨削模拟体系。通过对干磨和微量润滑状态下磨粒磨削过程的仿真模拟研究,揭示了离子液体在微量润滑磨削界面物理吸附膜的形成机制。(2)采用[BMIM]BF和[HMIM]BF离子液作为基液,采用石墨烯作为纳米颗粒,制备了质量分数为0.5%的石墨烯/离子液纳米流体。将石墨烯/离子液纳米流体作为微量润滑磨削液,进行了磨削加工实验研究,并评价了石墨烯/离子液纳米流体的冷却润滑性能。利用分子动力学通过对微量润滑和纳米流体微量润滑状态下磨削过程的模拟,揭示了石墨烯纳米片在磨削界面减摩抗磨的摩擦学机理。(3)通过对工件已加工表面的XPS分析,揭示了离子液体及石墨烯/离子液纳米流体在微量润滑磨削界面化学反应膜的形成机制,即离子液体中的阴离子和咪唑环会与工件表面中的金属元素发生化学反应,生成了具有剪切强度低,减摩抗磨性能好的化学反应膜;进一步通过SEM和EDS分析,发现石墨烯纳米片通过物理吸附的作用,在高温高压下环境下被“焊接”到工件表面,起到了一定修复和填充的作用,降低了工件已加工表面的粗糙度值。

关键词：磨削离子液体石墨烯微量润滑分子动力学摩擦学机理

高碱值复合磺酸钙系列轴承润滑脂的制备及摩擦学机理研究

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高碱值复合磺酸钙系列轴承润滑脂的制备及摩擦学机理研究

作者：闻振中华北电力大学

学位级别：硕士

伴随着机械工业的迅猛发展,对于轴承润滑脂的要求也日益提高。使用高碱值合成磺酸钙制备的复合磺酸钙基润滑脂因具有优异全面的性能被誉为“下一代”润滑脂,国内外的工程技术人员对其进行了一系列的深入研究。本文为了获得满足于苛刻工... 详细信息

伴随着机械工业的迅猛发展,对于轴承润滑脂的要求也日益提高。使用高碱值合成磺酸钙制备的复合磺酸钙基润滑脂因具有优异全面的性能被誉为“下一代”润滑脂,国内外的工程技术人员对其进行了一系列的深入研究。本文为了获得满足于苛刻工况条件下的轴承润滑脂,用高碱值合成磺酸制备了一系列复合润滑脂,对其进行了一系列理化、摩擦磨损性能测试,并对其摩擦学机理进行了深入分析。同时将制备的复合磺酸钙基系列润滑脂和市售的高性能润滑脂进行了摩擦学性能的对比分析。本文通过研究主要得到以下成果：1、制备了复合磺酸钙基润滑脂,通过XPS对高碱值复合磺酸钙基润滑脂的摩擦学机理进行分析,了解到其主要的减摩抗磨是由于润滑脂中存在的不定型碳酸钙晶体以及摩擦过程中的一系列化学反应生成的摩擦反应膜。2、研究制备了新型的复合磺酸基锂钙复合润滑脂,并对其基本理化性能、摩擦学性能及其摩擦学机理进行了分析研究。结果表明复合磺酸基锂钙复合润滑脂不仅较复合磺酸钙基脂有着更好的抗表面硬化性能,同时也有着优异的减摩抗磨性能,摩擦系数在室温和高温下较复合磺酸钙基脂低0.01。通过XPS分析得知其起主要减摩作用是摩擦表面除非牛顿体磺酸钙生成外,还生成了含有一系列含硫化合物的保护膜。3、研究制备了新型的复合磺酸钙-钛复合润滑脂,对其基本理化性能、摩擦学性能及其摩擦学机理进行了分析研究。结果表明复合磺酸钙-钛复合润滑脂有着优异的理化性能和摩擦学性能。XPS分析表明摩擦表面生成了含有二氧化钛的表面膜,有效提高了抗磨和减摩性能,摩擦系数室温下低于复合磺酸钙基脂0.01,而高温下更是低0.04。同时发现,含硫化合物大大提高了高温条件下的减摩性能,但降低了其抗磨性能。4、复合锂基润滑脂、聚脲脂、复合磺酸钙基润滑脂、复合磺酸基锂钙复合润滑脂以及复合磺酸钙-钛复合润滑脂的摩擦性能对比结果表明,复合磺酸基系列脂具有好的摩擦学性能,而复合磺酸基锂钙复合润滑脂和复合磺酸钙-钛复合润滑脂则有着更加优异的摩擦学性能。

关键词：高碱值合成磺酸钙复合润滑脂摩擦磨损摩擦学机理

亚磷酸酯及其胺盐作为润滑油添加剂摩擦学机理研究

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润滑油与燃料 2016年第4期26卷 10-16页

作者：孙令国王将兵范丰奇周旭光徐小红中国石油兰州润滑油研究开发中心润滑油公司齿轮油重点实验室

本文制备了2种不同烷基链长的亚磷酸酯及其胺盐,系统考察了其在大庆加氢基础油HVI H200中的摩擦学性能;运用SEM-EDS联用技术分析了磨斑形貌和磨斑表面活性元素含量与分布、用XANES谱图对热膜和摩擦膜进行了深入分析。研究结果表明,亚磷... 详细信息

本文制备了2种不同烷基链长的亚磷酸酯及其胺盐,系统考察了其在大庆加氢基础油HVI H200中的摩擦学性能;运用SEM-EDS联用技术分析了磨斑形貌和磨斑表面活性元素含量与分布、用XANES谱图对热膜和摩擦膜进行了深入分析。研究结果表明,亚磷酸酯及其胺盐在摩擦过程中形成了一系列多聚磷酸盐;长链烷基亚磷酸酯具有更好的抗磨性能、短链烷基亚磷酸酯则具有更优的极压性能;形成胺盐后降低了亚磷酸酯的反应活性,所以极压性能变差,但是抗磨性能变好。

关键词：亚磷酸酯胺盐多聚磷酸盐摩擦学机理

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纳米微粒作为润滑油添加剂的摩擦学机理探讨

润滑油与燃料 2006年第6期16卷 9-12页

作者：刘新张立中国石油兰州润滑油研究开发中心

介绍了纳米材料的性质特点，影响纳米添加剂摩擦学性能的主要因素及其在润滑油中摩擦学机理的几种推测。

关键词：纳米微粒润滑油添加剂摩擦学机理

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石墨烯的摩擦学机理

现代材料动态 2018年第2期 1-2页

作者：张红男

研究二维石墨烯摩擦性能的国际科学家小组揭示了摩擦力依赖于材料层数的原因。他们利用模拟技术发现，物体与单层石墨烯接触时所产生的摩擦力要大于多层石墨烯或石墨。并且，在持续的滑动过程中摩擦力会逐渐增加，这归因于摩擦的“真实... 详细信息

研究二维石墨烯摩擦性能的国际科学家小组揭示了摩擦力依赖于材料层数的原因。他们利用模拟技术发现，物体与单层石墨烯接触时所产生的摩擦力要大于多层石墨烯或石墨。并且，在持续的滑动过程中摩擦力会逐渐增加，这归因于摩擦的“真实”接触面积和在摩擦中具有的演化效应。

关键词：摩擦学机理石墨摩擦力摩擦性能模拟技术滑动过程接触面积科学家

鱼皮多肽作为水基润滑添加剂的摩擦学性能与机理研究

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摩擦学学报（中英文） 2024年第2期44卷 233-241页

作者：张恩惠王宁丽李维民赵改青王晓波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 中国科学院兰州化学物理研究所中国科学院西北特色植物资源化学重点实验室/甘肃省天然药物重点实验室甘肃兰州730000 青岛市资源化学与新材料研究中心山东青岛266100 淄博高端合成润滑材料创新中心山东淄博255000

采用酶解和大孔树脂分离技术从渔业废弃物中提取了3种不同极性的多肽,研究了多肽在水乙二醇溶液中溶解性、摩擦学性能,并探讨了其摩擦学机理.结果表明,所制备的3种不同极性的多肽在水乙二醇体系中均具有良好的溶解性,且具有较高的热稳定... 详细信息

采用酶解和大孔树脂分离技术从渔业废弃物中提取了3种不同极性的多肽,研究了多肽在水乙二醇溶液中溶解性、摩擦学性能,并探讨了其摩擦学机理.结果表明,所制备的3种不同极性的多肽在水乙二醇体系中均具有良好的溶解性,且具有较高的热稳定性.摩擦学研究表明,多肽可显著提升水乙二醇溶液在钢/钢摩擦副间的减摩、抗磨性能,有效保护摩擦副表面,其中小极性的多肽抗磨性能最强,磨损体积比水乙二醇溶液降低55.49%,并且3种多肽均可显著提升水乙二醇的抗承载性能.多肽的分子结构中存在较多的极性基团,有助于多肽与金属摩擦副表面发生物理吸附,而且多肽在摩擦副表面还形成1层以含碳、氮有机化合物、铁氧化物为主的化学反应膜.因此,多肽优异的摩擦学性能是摩擦化学反应和物理吸附协同作用的结果.

关键词：水基润滑剂环境友好润滑添加剂多肽摩擦学性能摩擦学机理

亲水分子修饰炭纳米片的制备及其水基润滑性能研究

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摩擦学学报 2024年

作者：陆琦王逸新王毅刘淑娟叶谦周峰西北工业大学凝固技术国家重点实验室先进润滑与密封材料研究中心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

传统油基润滑剂在重型机械的相互作用体系中发挥着重要的作用，助力工业时代的快速发展，但随着对材料的绿色环保性需求与日俱增以及润滑体系使用场景的不断丰富，安全、环保且价格低廉的水基润滑体系正势不可挡地占据着越来越重要的地... 详细信息

传统油基润滑剂在重型机械的相互作用体系中发挥着重要的作用，助力工业时代的快速发展，但随着对材料的绿色环保性需求与日俱增以及润滑体系使用场景的不断丰富，安全、环保且价格低廉的水基润滑体系正势不可挡地占据着越来越重要的地位，水基润滑添加剂是这个体系中至关重要的组成部分。本文中通过碳化配位聚合物制备富含氮原子掺杂的炭纳米片，以此为基底，以贻贝仿生的“黏性”物质聚多巴胺为媒介，借助迈克尔加成反应分别将带有正电、负电和两性离子基团的亲水小分子化学锚固于炭纳米片表面，得到了3种水基润滑添加剂，而后研究其摩擦性能并通过多项理化表征探究其水基润滑机制与影响因素。试验表明：得益于带电基团更强的水合能力，3种亲水小分子修饰均能有效提升水基润滑剂的减摩抗磨性能，其中，修饰负电性丙烯酸酯磺酸盐的炭纳米片(SPMA-PCNS)表现出最佳的润滑效果，其表现出的性能优越性可归因于2个方面：SPMA的迈克尔加成活性高，高的SPMA接枝量带来更丰富的水合作用，水合层会带来更好的边界润滑效果；其次，SPMA-PCNS表面呈负电性，利于其在铁基摩擦副表面的吸附与反应，形成坚固的摩擦保护膜。进一步对磨斑表面分析，发现SPMA-PCNS会在摩擦热和机械力的作用下与钢基质发生摩擦化学反应，生成以碳氮化物、铁硫化物和铁氧化物为主的摩擦反应膜，与水合作用带来的边界润滑层协同作用共同保护摩擦副表面，有效减少摩擦磨损。本研究为制备水基润滑添加剂提供了可行的修饰思路，且揭示了水基润滑影响因素，有助于设计高性能水基润滑添加剂和理解摩擦机理。

关键词：水基润滑炭纳米片纳米添加剂摩擦学机理亲水分子