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胆固醇衍生离子液体复合氮化硼纳米片作为减摩抗磨添加剂的性能研究

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摩擦学学报 2022年第5期42卷 1071-1082页

作者：郑治文刘小龙于鸿翔陈海杰冯大鹏乔旦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 中国科学院大学材料与光电研究中心北京100049

本文中以天然胆固醇为前体,合成了一种胆固醇基胍盐离子液体[ColC_(4)][TMG],并通过机械-化学剥离法获得了纳米尺寸的六方氮化硼纳米片(h-BNNS),通过NMR、HRMS、TEM、FT-IR和XRD等表征了离子液体(IL)和hBNNS的结构特征.将其单独或复合... 详细信息

本文中以天然胆固醇为前体,合成了一种胆固醇基胍盐离子液体[ColC_(4)][TMG],并通过机械-化学剥离法获得了纳米尺寸的六方氮化硼纳米片(h-BNNS),通过NMR、HRMS、TEM、FT-IR和XRD等表征了离子液体(IL)和hBNNS的结构特征.将其单独或复合后作为基础油(PEG 200)的减摩抗磨添加剂,通过球-盘往复摩擦形式,考察高载荷下(200 N)作为钢/钢摩擦副间润滑剂的摩擦学性能,结果表明,使用离子液体复合氮化硼纳米片(IL@BNNS)作为添加剂时,表现出最优的减摩抗磨性能,摩擦系数和磨损体积分别降低67%和77%,最优添加质量百分浓度为1.5%IL和0.1%的BNNS.通过分析磨斑形貌和表面元素化学组成,IL@BNNS的协同减摩抗磨机理主要归结为极性离子液体通过静电作用和分子间相互作用吸附在金属基底表面形成厚而致密的润滑膜,降低了液体分子间的剪切作用,同时IL与基底发生摩擦化学反应形成摩擦膜,阻止基底的进一步磨损.而h-BNNS在摩擦过程中进入接触区域,利用层间弱相互作用发生滑移,并抛光和自修复磨斑表面,使磨斑表面平整光滑,从而进一步降低磨损.

关键词：胆固醇离子液体氮化硼纳米片减摩抗磨润滑机理

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内燃机活塞-缸套系统减摩抗磨研究进展

交通运输工程学报 2020年第4期20卷 21-34页

作者：吕延军康建雄张永芳罗宏博西安理工大学机械与精密仪器工程学院陕西西安710048 西安理工大学印刷包装与数字媒体学院陕西西安710048

总结了内燃机活塞-缸套系统摩擦磨损的研究成果,从润滑油改良、表面改性、动力学特性方面综述了系统的减摩抗磨研究方法与技术的发展现状,讨论了润滑模型、润滑添加剂、表面织构、缸套珩磨、表面涂层与动力学特性对系统减摩抗磨的影响,... 详细信息

总结了内燃机活塞-缸套系统摩擦磨损的研究成果,从润滑油改良、表面改性、动力学特性方面综述了系统的减摩抗磨研究方法与技术的发展现状,讨论了润滑模型、润滑添加剂、表面织构、缸套珩磨、表面涂层与动力学特性对系统减摩抗磨的影响,分析了系统的摩擦磨损机理。研究结果表明:活塞-缸套系统的润滑特性具有非线性特征,润滑状态与添加剂对系统减摩抗磨有较大的影响,系统润滑状态的不确定性导致多种润滑模型并存,需进一步建立系统综合润滑模型,同时需深入探讨润滑油添加剂最佳减磨剂量及减磨机理;表面改性技术(表面织构、珩磨与涂层)可以大大减少系统表面的摩擦磨损,由于织构位置分布、加工参数、加工工艺、表面形貌与涂层材料等对接触表面的影响,表面改性技术减摩抗磨的综合发展相对缓慢,需进一步研究表面改性减磨的机理与参数优化方法;活塞-缸套系统的工作条件苛刻,系统各部件的相互作用相互耦合,深入探究动力学特性与摩擦磨损的演化规律关系相对困难,仍需全面考量服役状态下动力学特性与摩擦磨损之间的关系;未来内燃机整机性能的提高将迫使活塞-缸套系统需具备更高的减摩抗磨性能,为实现系统经济性与节能减排的目标,尚需进一步开展系统高效减摩技术。

关键词：内燃机活塞-缸套系统减摩抗磨流体动力润滑表面改性动力学特性

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橡胶减摩抗磨改性研究进展

摩擦学学报（中英文） 2024年第3期44卷 379-395页

作者：汤洁张丽慧周春宇吴杨于波周峰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 中国科学院大学北京100049 烟台中科先进材料与绿色化工产业技术研究院山东烟台264006 烟台先进材料与绿色制造山东省实验室山东烟台264006

橡胶因具有优异的理化性质及独特的力学性能而广泛应用于国防、航空航天、医用、交通、建筑及机械电子等领域,起到减震、缓冲和密封等作用.摩擦学性能是橡胶材料的重要指标之一,然而橡胶自身具有较高的摩擦系数,在一些应用领域,如活塞... 详细信息

橡胶因具有优异的理化性质及独特的力学性能而广泛应用于国防、航空航天、医用、交通、建筑及机械电子等领域,起到减震、缓冲和密封等作用.摩擦学性能是橡胶材料的重要指标之一,然而橡胶自身具有较高的摩擦系数,在一些应用领域,如活塞杆、阀轴(杆)密封、轮胎和水润滑轴承等,因黏连、摩擦生热、机械磨损及磨粒磨损等原因导致性能下降甚至失效.本文中首先综述了橡胶摩擦及磨损理论,随后从橡胶基体改性、橡胶表面处理以及表面织构化3个方面介绍了橡胶减摩抗磨改性方法的研究进展,并对其发展前景进行了展望.

关键词：橡胶减摩抗磨表面处理表面织构化

水土溶液润滑下犁铧表面仿生微织构的减摩抗磨特性研究

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表面技术 2024年第21期53卷 112-120,207页

作者：吴科阳徐泽华刘承洲赵德永尹成斌马贝贝王远西南林业大学机械与交通学院昆明650224 深圳市弗镭斯激光技术有限公司广东深圳518105

目的改善犁铧在犁耕作业中的减摩抗磨性能。方法以65Mn钢作为犁铧材料基体,采用激光加工技术在65Mn钢表面制备仿蚯蚓头部凹坑与仿蜣螂头部凹槽织构,在水土溶液中开展摩擦学性能试验,采用扫描电镜分析摩擦磨损机制,使用Ansys Fluent数值... 详细信息

目的改善犁铧在犁耕作业中的减摩抗磨性能。方法以65Mn钢作为犁铧材料基体,采用激光加工技术在65Mn钢表面制备仿蚯蚓头部凹坑与仿蜣螂头部凹槽织构,在水土溶液中开展摩擦学性能试验,采用扫描电镜分析摩擦磨损机制,使用Ansys Fluent数值模拟辅助分析织构犁铧表面的润滑机理,然后利用Navier-Stokes公式分析犁铧织构表面流速和压力分布。结果犁用65Mn钢表面仿蜣螂头部凹坑与仿蚯蚓头部凹槽织构率为20%时具有最优的减摩抗磨性能,与未织构试样相比,摩擦因数分别降低了21.8%和47.3%,磨损率分别降低了18.0%和28.8%。Ansys Fluent数值模拟表明,2类仿生织构试样表面的流体动力润滑能生成一个净正压力区域,增厚润滑油膜,更易产生气穴与空化,降低压力,减少接触面的摩擦,从而有效增强了试样表面的减摩抗磨性能。结论在65Mn钢表面设计不同织构率的仿蜣螂头部凹坑与仿蚯蚓头部凹槽织构可以有效提高犁铧表面的减摩抗磨效果,且在水土溶液润滑下织构率为20%时,凹槽织构能获得最佳的动力润滑和减摩抗磨性能。

关键词：犁铧表面仿生织构水土溶液数值模拟减摩抗磨

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油溶性有机减摩抗磨添加剂的研究进展

表面技术 2020年第9期49卷 1-18页

作者：于强亮蔡美荣周峰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兰州730000 中国石油兰州润滑油研究开发中心兰州730060

随着科学技术的不断进步,摩擦学研究发展迅速,一些新型的润滑领域相继出现,伴随而生一些新型润滑技术和材料,使得机械运行稳定性和寿命逐渐增加。机械运转关键润滑部件(如轴承、齿轮、涡轮等)的稳定性对设备的长效和可靠运行起到了决定... 详细信息

随着科学技术的不断进步,摩擦学研究发展迅速,一些新型的润滑领域相继出现,伴随而生一些新型润滑技术和材料,使得机械运行稳定性和寿命逐渐增加。机械运转关键润滑部件(如轴承、齿轮、涡轮等)的稳定性对设备的长效和可靠运行起到了决定性作用,其中,满足润滑部件长效运行的关键技术在于润滑油的品质和优良的润滑稳定性。全配方润滑油中基础油的质量是根本,润滑添加剂对润滑油综合性能具有重要影响,而减摩抗磨添加剂是润滑油中最重要的添加剂。综述了近10年润滑油常用的有机减摩抗磨添加剂的研究进展,根据减摩抗磨添加剂的类别,详细综述了磷系减摩抗磨添加剂、硫系减摩抗磨添加剂、硼系减摩抗磨添加剂、含氮杂环化合物及其衍生物减摩抗磨添加剂、离子液体减摩抗磨添加剂,并对其发展状况和减摩抗磨机理进行了探究。最后对上述几类减摩抗磨添加剂存在的问题进行了简要分析,并对其未来发展趋势进行了展望,对减摩抗磨添加剂的发展方向和面临的问题提出了几点建议和意见。

关键词：基础油润滑减摩抗磨添加剂摩擦学性能

低应力下料中耐磨轴承-棒料摩擦副的减摩抗磨效果分析

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塑性工程学报 2019年第3期26卷 308-314页

作者：张立军韩琳张军伟李增辉王旱祥刘延鑫刘永红中国石油大学(华东)机电工程学院

针对低应力下料中下料模具和棒材表面挤压和摩擦磨损严重问题,提出了下料模具中直接与棒料表面接触的耐磨轴承新结构,并将纳米MoS2润滑剂应用于挤压表面的减摩抗磨中。采用正交试验法,研究了在低应力下料中耐磨轴承上开槽形状、开槽个... 详细信息

针对低应力下料中下料模具和棒材表面挤压和摩擦磨损严重问题,提出了下料模具中直接与棒料表面接触的耐磨轴承新结构,并将纳米MoS2润滑剂应用于挤压表面的减摩抗磨中。采用正交试验法,研究了在低应力下料中耐磨轴承上开槽形状、开槽个数、开槽深度、槽间距及纳米MoS2润滑剂对耐磨轴承-棒料摩擦副的减摩抗磨效果的影响;通过金相显微镜观察耐磨轴承材料高碳铬轴承钢的磨斑表面形貌,研究了纳米MoS2润滑剂的减摩抗磨机理。结果表明:对耐磨轴承-棒料摩擦副的摩擦系数影响最大的因素是槽型,对磨损量影响最大的因素是槽数;未施加纳米MoS2润滑时最优减摩抗磨方案是6个梯形槽,槽深0. 8 mm,槽间距2. 2 mm;施加纳米MoS2后最优减摩抗磨方案为6个梯形槽,槽深1 mm,槽间距2. 4 mm。表面布置的等间距槽具有良好的储存润滑剂的功能,在施加纳米MoS2润滑剂后,摩擦系数比开槽以后未施加MoS2润滑剂时降低了80. 8%,磨损量至少减少60%。

关键词：低应力下料耐磨轴承轴承-棒料摩擦副纳米MoS2润滑剂减摩抗磨

钛基纳米润滑添加剂的减摩抗磨及自修复特性对比

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中国表面工程 2015年第4期28卷 47-53页

作者：阮亭纲周桂源谢先东刘启跃西南交通大学摩擦学研究所

针对恶劣工作环境会加剧机械设备摩擦副间的磨损而降低其服役寿命的问题,对比研究3种纳米添加剂TiO2、TiN和TiC在不同工况下的摩擦学性能及其自修复性能。根据SH-T0762-2005标准润滑油摩擦因数测定法,并利用MRS-10A型四球磨损试验机磨... 详细信息

针对恶劣工作环境会加剧机械设备摩擦副间的磨损而降低其服役寿命的问题,对比研究3种纳米添加剂TiO2、TiN和TiC在不同工况下的摩擦学性能及其自修复性能。根据SH-T0762-2005标准润滑油摩擦因数测定法,并利用MRS-10A型四球磨损试验机磨斑测量光镜、激光共聚焦显微镜和能量色散谱仪(EDS)对磨损表面进行表征,探讨其润滑抗磨及自修复机理。结果表明:钛基纳米添加剂的加入很好地改善了润滑油的抗磨减磨性能,并使其具有一定的自修复性能;当钛基纳米质量分数为0.5%时,其减摩抗磨性能达到最佳。3种纳米添加剂中,对润滑油减摩抗磨性能改善效果最好的是纳米TiO2,而自修复效果最好的则为纳米TiN。故纳米TiN和纳米TiO2作为润滑油添加剂,具有较好的减摩抗磨和自修复能力。

关键词：减摩抗磨润滑油纳米添加剂自修复

船用内燃机轴瓦表面含MoS2的PAI/PTFE聚合物复合涂层制备及减摩抗磨研究

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润滑与密封 2023年第11期48卷 1-8页

作者：刘奇孟召喆袁成清董光能江苏师范大学机电工程学院江苏徐州221116 西安交通大学机械工程学院陕西西安710049 武汉理工大学交通与物流工程学院湖北武汉430070

船用内燃机中轴瓦及曲轴工作时接触界面受力复杂,若润滑不当极易造成轴颈的黏着、擦伤、裂纹等。为改善船用内燃机轴瓦的使用寿命,在轴瓦表面制备聚酰胺酰亚胺和聚四氟乙烯(PAI/PTFE)聚合物涂层,并探讨MoS2颗粒对PAI/PTFE复合涂层摩擦... 详细信息

船用内燃机中轴瓦及曲轴工作时接触界面受力复杂,若润滑不当极易造成轴颈的黏着、擦伤、裂纹等。为改善船用内燃机轴瓦的使用寿命,在轴瓦表面制备聚酰胺酰亚胺和聚四氟乙烯(PAI/PTFE)聚合物涂层,并探讨MoS2颗粒对PAI/PTFE复合涂层摩擦性能的影响。通过喷涂-烧结法在轴瓦材料铝锡铜合金表面制备不同MoS2质量分数的复合涂层,并以轴承钢球作为摩擦配副,在3、4、5 N载荷以及干摩擦和油润滑下考察复合涂层的摩擦学性能。结果表明:在干摩擦下,MoS2质量分数为2%的复合涂层摩擦因数降低了80%以上,磨损降低了90%以上;油润滑下摩擦因数最大降低了67%。SEM和EDS分析表明,5 N载荷下,MoS2质量分数低于2%时,长时间摩擦会导致复合涂层破裂,进而产生大的摩擦磨损;而含有2%MoS2的涂层会在钢球接触表面上产生均匀的硫化物层,可以保护涂层提高其稳定性。通过对不同MoS2含量涂层的摩擦因数、磨损及磨痕形貌对比,得出较优的涂层配比。研究表明,适量的MoS2能够提高涂层摩擦膜的稳定性,减小摩擦磨损。

关键词：内燃机轴瓦 PAI/PTFE涂层 MoS2颗粒减摩抗磨

二冲程汽油机油采用减摩抗磨添加剂的试验研究

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润滑与密封 2002年第6期27卷 53-55页

作者：居荫诚解世文天津大学天津300072

本文通过对几种典型的发动机润滑油添加剂的对比试验 ,研究了此类减摩抗磨添加剂在二冲程汽油机油中的使用效果。试验结果表明某些添加剂在专用摩擦磨损试验机上的试验结果和发动机台架试验结果存在明显差异 ,据此本文提出了选用润滑油... 详细信息

本文通过对几种典型的发动机润滑油添加剂的对比试验 ,研究了此类减摩抗磨添加剂在二冲程汽油机油中的使用效果。试验结果表明某些添加剂在专用摩擦磨损试验机上的试验结果和发动机台架试验结果存在明显差异 ,据此本文提出了选用润滑油添加剂的建议。

关键词：减摩抗磨添加剂二冲程润滑油发动机台架试验