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油溶性有机钼添加剂作用下微弧氧化改性TC4钛合金的摩擦学性能

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摩擦学学报 2022年第2期42卷 294-304页

作者：栾俊吉高建国曹磊万勇李瑞川齐鲁工业大学机械与汽车工程学院山东济南250353 青岛理工大学机械与汽车工程学院山东青岛266033 青岛大港海关山东青岛266011 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

借助微弧氧化技术在TC4钛合金表面构筑了高硬度氧化物薄膜,利用X射线衍射仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM)及拉曼光谱等手段对膜层结构进行了分析,考察了二烷基二硫代氨基甲酸钼(modtc)作为聚α烯烃PAO6润滑添加剂对微弧氧化薄膜的摩擦学性... 详细信息

借助微弧氧化技术在TC4钛合金表面构筑了高硬度氧化物薄膜,利用X射线衍射仪(XRD),扫描电子显微镜(SEM)及拉曼光谱等手段对膜层结构进行了分析,考察了二烷基二硫代氨基甲酸钼(modtc)作为聚α烯烃PAO6润滑添加剂对微弧氧化薄膜的摩擦学性能的影响.结果表明:经过微弧氧化处理后得到的钛合金试样展现了优异的减摩抗磨性能,与未处理的TC4样品相比,在含质量分数为2%modtc的PAO6油润滑下,摩擦系数降低了87.4%,磨损率下降了3个数量级.这主要是因为经微弧氧化处理后,TC4钛合金表面形成的TiO_(2)薄膜具有较高硬度与耐磨性,同时促进了modtc添加剂在边界润滑条件下的摩擦化学反应,在接触区表面生成含有MoS_(2)的润滑层.

关键词：微弧氧化 TC4钛合金 modtc 边界润滑 TiO_(2)

烟炱对MoDDP和modtc减摩性能的影响

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材料导报 2019年第S2期33卷 584-589页

作者：苏鹏熊云范林君李泽振陆军勤务学院油料系

在SRV IV摩擦磨损试验机上,采用球-盘接触方法,考察了烟炱对二烷基二硫代磷酸钼(MoDDP)和二烷基二硫代氨基甲酸钼(modtc)减摩性能的影响,借助扫描电子显微镜及能谱仪(SEM/EDX)、X射线光电子能谱仪等分析手段,探讨了烟炱对两种有机钼减... 详细信息

在SRV IV摩擦磨损试验机上,采用球-盘接触方法,考察了烟炱对二烷基二硫代磷酸钼(MoDDP)和二烷基二硫代氨基甲酸钼(modtc)减摩性能的影响,借助扫描电子显微镜及能谱仪(SEM/EDX)、X射线光电子能谱仪等分析手段,探讨了烟炱对两种有机钼减摩剂减摩性能影响的原因。结果表明,烟炱会降低MoDDP和modtc的减摩效果,使其减摩效果不稳定。对比两者在含烟炱柴油机油中的减摩效果发现,modtc优于MoDDP。烟炱对两种有机钼减摩剂减摩性能影响的原因为:一是烟炱会刮擦破坏摩擦副表面的反应膜;二是烟炱改变了两种减摩剂的摩擦化学反应,生成了含Mo-C类物质。

关键词：烟炱减摩性能 MoDDP modtc 反应膜

ZDDP与modtc在不同黏度基础油中的抗磨性能

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甘肃农业大学学报 2020年第3期55卷 219-224页

作者：王稳李国良刘宏亮潘峰西京学院机械工程学院陕西西安710123 陕西通用润滑科技有限公司陕西西安710100

【目的】研究不同黏度基础油对二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)和二硫代氨基甲酸钼(modtc)及其复配体系抗磨性的影响.【方法】将不同比例的ZDDP、modtc、ZDDP与modtc复配剂分别加入不同黏度的基础油中,采用四球机测试试样的磨斑直径,并通过正... 详细信息

【目的】研究不同黏度基础油对二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)和二硫代氨基甲酸钼(modtc)及其复配体系抗磨性的影响.【方法】将不同比例的ZDDP、modtc、ZDDP与modtc复配剂分别加入不同黏度的基础油中,采用四球机测试试样的磨斑直径,并通过正交试验进行对比.【结果】ZDDP加量一定时,磨斑直径随着基础油黏度增大总体减小,抗磨性提高,ZDDP在150BS中的抗磨性较500N下降不明显;同一黏度基础油抗磨性随ZDDP加量增大变化不明显.modtc加量一定时,抗磨性随黏度增加变化规律不明显;250N、500N、500N与150BS混合油的抗磨性中随着modtc加量增大而提高,在150N和150BS中,基础油抗磨性变化不规律.不同基础油的磨斑直径在ZDDP与modtc不同比例复配时差别不大.modtc、ZDDP和基础油3种因素的变化对磨斑直径的影响较小,modtc与ZDDP共同存在时对于基础油抗磨性影响的区分性不大.【结论】modtc与ZDDP复配使用在不同黏度基础油中具有较单剂更优的抗磨性,不同基础油黏度对其抗磨性影响不大.

关键词： ZDDP modtc 基础油黏度抗磨性

二烷基二硫代甲酸钼(modtc)摩擦改进剂对GF-3等级全配方发动机油摩擦学性能的影响

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润滑与密封 2004年第4期29卷 55-57,65页

作者：马亚军赵晚成李生华金元生王玉琮 Simon C Tung 清华大学摩擦学国家重点实验室北京100084 通用汽车公司美国底特律480909055

利用SRV高温摩擦磨损试验机研究了二烷基二硫代甲酸钼 (modtc)对渗氮活塞环 /铸铁缸套在ILSACGF 3发动机油润滑条件下的摩擦学性能的影响。结果表明 ,modtc能与GF 3全配方发动机油中的ZDTP/磺酸钙添加剂体系产生协同作用 ,在活塞环和缸... 详细信息

利用SRV高温摩擦磨损试验机研究了二烷基二硫代甲酸钼 (modtc)对渗氮活塞环 /铸铁缸套在ILSACGF 3发动机油润滑条件下的摩擦学性能的影响。结果表明 ,modtc能与GF 3全配方发动机油中的ZDTP/磺酸钙添加剂体系产生协同作用 ,在活塞环和缸套表面生成减摩和抗磨的摩擦反应膜 ,从而显著降低并在较长时间内保持低摩擦系数 (最低 0 0 3) ,同时缸套的磨损降低 5 0 %以上。

关键词：二烷基二硫代甲酸钼 modtc 摩擦改进剂发动机油摩擦学性能活塞环缸套润滑油

羟基硅酸镁和modtc复合添加剂的减摩抗磨性能

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润滑与密封 2018年第6期43卷 18-22,29页

作者：张宇严志军朱新河程东刘东妮闫学良大连海事大学轮机工程学院辽宁大连116026

采用MMW-1A型立式万能摩擦磨损试验机分别考察羟基硅酸镁超细粉体以及羟基硅酸镁超细粉体复合modtc作为基础油PAO4添加剂的摩擦学性能,借助金相系统显微镜、扫描电子显微镜(SEM)以及能量色散谱仪(EDS)对摩擦表面进行观察表征及组成分析... 详细信息

采用MMW-1A型立式万能摩擦磨损试验机分别考察羟基硅酸镁超细粉体以及羟基硅酸镁超细粉体复合modtc作为基础油PAO4添加剂的摩擦学性能,借助金相系统显微镜、扫描电子显微镜(SEM)以及能量色散谱仪(EDS)对摩擦表面进行观察表征及组成分析。结果表明:羟基硅酸镁超细粉体可改善PAO4的减摩抗磨性能,但摩擦表面仍存在明显划痕及凹坑;质量分数0.25%的羟基硅酸镁超细粉体与0.3%的modtc组成的复合添加剂,可明显改善PAO4的减摩抗磨性能,相比于PAO4基础油和仅添加质量分数0.25%的羟基硅酸镁超细粉体的润滑油,摩擦因数分别降低了32.75%和17.87%,磨斑直径分别下降了53.16%和32.04%;复合添加剂对磨斑表面形貌的改善效果更为显著,其在摩擦表面形成了一层富含C、O、Mo、S、Mg、Si等元素的修复层,且2种添加剂在摩擦过程中优势互补,起到了相互促进的协同作用。

关键词：羟基硅酸镁超细粉体 modtc 减摩抗磨性能润滑油添加剂

modtc润滑Al-Mg-Ti-B-N涂层摩擦磨损行为的研究

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MoDTC润滑Al-Mg-Ti-B-N涂层摩擦磨损行为的研究

作者：刘鑫山东大学

学位级别：硕士

机械零部件的摩擦磨损不仅会导致机械系统燃油效率降低,产生废气污染,而且还会导致零部件摩擦损耗增大。一般可以通过在机械零部件上沉积耐磨涂层及使用特定功能的润滑油添加剂两方面进行努力。近年来,modtc(molybdenum dialkyldithioph... 详细信息

机械零部件的摩擦磨损不仅会导致机械系统燃油效率降低,产生废气污染,而且还会导致零部件摩擦损耗增大。一般可以通过在机械零部件上沉积耐磨涂层及使用特定功能的润滑油添加剂两方面进行努力。近年来,modtc(molybdenum dialkyldithiophosphate)的摩擦学特性受到了广泛关注,作为减摩剂能够有效降低摩擦系数,另一方面由于modtc不含有P元素从而避免了发动机催化剂Pt中毒,很大程度上减少了污染排放。然而modtc添加剂主要用于铁基材料,其与非铁基材料之间的研究较少。Al-Mg-Ti-B等富硼材料具有优良特性,如高硬度、低摩擦系数、低密度及高的热稳定性,在摩擦磨损体系中具有广泛的应用前景。以往的研究发现在ZDDP(Zinc Dialkyl Dithiophosphates)添加剂润滑油或IL(Ion Liquid)等润滑条件下Al-Mg-Ti-B涂层较DLC涂层与添加剂有更好的匹配性,但modtc添加剂与Al-Mg-Ti-B涂层之间的作用尚不清楚。为了获得摩擦磨损性能更优异的Al-Mg-Ti-B涂层,探究了掺氮对Al-Mg-Ti-B涂层性能的影响,使用直流磁控溅射方法通过控制不同N2/Ar+N2流量比(0%、5%、10%)制备了不同氮含量的Al-Mg-Ti-B-N涂层,使用X射线衍射(XRD)、摩擦磨损测试仪、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、纳米压痕,划痕实验、拉曼光谱等表征方法研究了不同N2/Ar+N2流量比对Al-Mg-Ti-B-N涂层结构、成分、力学性能、膜基结合、耐磨性能的影响,结果表明制备的Al-Mg-Ti-B-N涂层均为无定型结构或非晶结构,结构致密均匀,随N2/Ar+N2流量比增大,涂层硬度及弹性模量下降,膜基结合略有增强,耐磨性增加。本研究进一步结合实际工况研究了不同摩擦方式(单向旋转滑动、往复滑动)条件下,PAO/modtc润滑不同N2/Ar+N2流量比Al-Mg-Ti-B-N涂层的摩擦行为及摩擦磨损机制,结果表明:(1)单向旋转摩擦测试条件下,不同N2/Ar+N2流量比Al-Mg-Ti-B-N涂层摩擦系数均出现上升,且随着N2/Ar+N2流量比增多,摩擦系数上升时的转折点出现的时间越早,涂层磨痕处SEM结果显示所有N2/Ar+N2流量比涂层磨痕处均没有明显的磨损,这意味着modtc添加剂与Al-Mg-Ti-B-N涂层之间具有良好的匹配性。对磨钢球磨斑SEM结果显示随N2/Ar+N2流量比增多,钢球磨斑直径减小,这主要是由于涂层硬度逐渐减小导致的,此外高分辨率SEM图像显示磨斑处均有微米级划痕,这说明对磨钢球发生了磨粒磨损,磨斑处EDX显示没有明显的MoS2摩擦膜形成,进一步XPS结果显示涂层磨痕处有Mo03及MoS2的形成,我们认为Mo03作为硬质颗粒在摩擦过程中移除了对磨钢球产生的MoS2摩擦膜导致了摩擦系数的升高。(2)往复运动摩擦测试条件下,不同N2/Ar+N2流量比涂层均具有较低的摩擦系数～0.04,涂层SEM图像结果显示涂层磨痕处均没有出现明显的磨损,对磨钢球EDX分析显示所有涂层磨斑处均有明显的MOS2信号,这也是涂层能够产生低摩擦系数的原因,XPS结果显示5%,10%N2/Ar+N2流量比涂层磨痕处均有MoS2形成,并无Mo03形成,而0%N2/Ar+N2流量比磨痕处为MoS2和Mo03。(3)与单向旋转相比,往复运动modtc润滑条件下Al-Mg-Ti-B-N涂层能够保持更低更稳定的摩擦系数,这主要是由摩擦方式决定的,在往复运动过程中能够将形成的硬质氧化物颗粒逐渐移除,减少对磨钢球摩擦膜的移除,与单向旋转相比,往复运动摩擦副间Mo03/MoS2比例更小因此有利于摩擦系数的降低。

关键词： Al-Mg-Ti-B-N涂层 modtc 摩擦行为磨损机制润滑

全配方发动机油SJ/5W-30中二烷基二硫代甲酸钼的磨擦学特性研究(Ⅰ)——二烷基二硫代甲酸钼(modtc)的减摩抗磨特性

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润滑与密封 2003年第3期28卷 33-35页

作者：张瑞军李生华金元生燕山大学材料科学与工程学院秦皇岛066004 清华大学摩擦学国家重点实验室北京100084

以渗氮层/灰铸铁摩擦副为对象,采用全配方矿物基发动机油SJ/5W-30作为基础润滑油,研究了油溶性有机钼添加剂二烷基二硫代甲酸钼(modtc)在125℃、250℃和320℃三种不同温度下的摩擦学特性。结果表明:modtc添加至全配方发动机油SJ/5W-30... 详细信息

以渗氮层/灰铸铁摩擦副为对象,采用全配方矿物基发动机油SJ/5W-30作为基础润滑油,研究了油溶性有机钼添加剂二烷基二硫代甲酸钼(modtc)在125℃、250℃和320℃三种不同温度下的摩擦学特性。结果表明:modtc添加至全配方发动机油SJ/5W-30中能有效降低摩擦系数以及渗氮层/灰铸铁摩擦副的磨损程度。而且,温度越高,modtc的减摩抗磨作用越显著。磨损表面的SEM观察表明:温度升高,渗氮层与灰铸铁的磨损程度均增大。添加剂modtc的存在能显著减缓温度对磨损程度的影响。

关键词：油溶性有机钼添加剂二烷基二硫代甲酸钼发动机油 modtc 渗氮层灰铸铁

modtc润滑条件下氮化物涂层的摩擦磨损行为研究

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MoDTC润滑条件下氮化物涂层的摩擦磨损行为研究

作者：石佳佳中国地质大学(北京)

学位级别：硕士

本文采用真空阴极电弧离子镀膜设备在316L不锈钢表面沉积了Ti N、Ti Al N和Al Ti N三种氮化物硬质涂层,利用MS-T3000球-盘摩擦磨损试验机测试了三种氮化物硬质涂层在不同Mo DTC浓度润滑条件下的摩擦磨损性能,用三维白光形貌仪、扫描电... 详细信息

本文采用真空阴极电弧离子镀膜设备在316L不锈钢表面沉积了Ti N、Ti Al N和Al Ti N三种氮化物硬质涂层,利用MS-T3000球-盘摩擦磨损试验机测试了三种氮化物硬质涂层在不同Mo DTC浓度润滑条件下的摩擦磨损性能,用三维白光形貌仪、扫描电子显微镜、X射线光电子能谱分析了涂层磨损表面的形貌、成分及元素结合态,并探讨了三种涂层在Mo DTC润滑条件下的减摩抗磨机理。结果表明:（1）制备的Ti N涂层由面心立方结构的Ti N相组成,硬度和表面粗糙度分别为2393±42 HV和19.1 nm。Ti Al N涂层由面心立方结构的（Ti,Al）N相组成,硬度和表面粗糙度分别为2480±169 HV和27 nm。Al Ti N涂层由面心立方结构的（Al,Ti）N相和六方结构的Al N相组成,硬度和表面粗糙度分别为3096±112 HV和12 nm。（2）Ti N涂层的磨损率随着Mo DTC浓度的增加呈现先减小后增大的趋势,当Mo DTC浓度为1.5%时,Ti N涂层的磨损率降到最低,且摩擦性能也最好,摩擦最早达到稳定摩擦阶段,且稳定阶段的平均摩擦系数最低,而其他四种Mo DTC浓度下摩擦系数的变化并不是很明显。随着Mo DTC浓度的增加,Ti Al N涂层的摩擦系数和磨损率都显著降低,都呈现先减小,然后保持在一定的水平波动的变化趋势。在Mo DTC浓度为1.0%-2.0%时,表现出更好的摩擦磨损性能。Al Ti N涂层的磨损率随着Mo DTC浓度的增加呈现先减小后增大的趋势,当Mo DTC浓度为1%时,Al Ti N涂层的磨损率降到最低;Al Ti N的摩擦系数随着随着Mo DTC添加剂的加入先减小,然后基本保持不变,在0.086-0.088之间波动。（3）Mo DTC润滑条件下,氮化物涂层和Mo DTC发生交互作用,在磨损表面生成了摩擦反应膜,主要由具有减摩作用的Ti Ox和Mo S2以及起到了良好的抗耐磨作用Fe Sx,Al2O3和Mo O3组成,从而提高了三种氮化物的摩擦磨损性能。随着Mo DTC的加入,Ti N涂层的主要磨损机制由犁沟转变为剥落坑和塑性变形;Ti Al N涂层的主要磨损机制磨损机制由剥落坑和犁沟转变为剥落坑、犁沟和塑性变形。Al Ti N涂层的主要磨损机制磨损机制由剥落坑、犁沟和塑性变形转变为剥落坑和磨粒磨损。

关键词：阴极电弧离子镀氮化物硬质涂层边界润滑摩擦磨损 modtc

类金刚石薄膜与modtc/ZDDP交互作用机理研究

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类金刚石薄膜与MoDTC/ZDDP交互作用机理研究

作者：刘春月中国地质大学（北京）

学位级别：硕士

本文以改善钨掺杂DLC薄膜（W-DLC）的摩擦学性能为出发点，利用离子束沉积/直流磁控溅射技术分别制备了不同W含量的W-DLC薄膜以及不同Ti含量的W/Ti-DLC薄膜，并结合低温离子渗硫技术制备了WSx/W-DLC薄膜。在MS-T3000球盘摩擦磨损试验机... 详细信息

本文以改善钨掺杂DLC薄膜（W-DLC）的摩擦学性能为出发点，利用离子束沉积/直流磁控溅射技术分别制备了不同W含量的W-DLC薄膜以及不同Ti含量的W/Ti-DLC薄膜，并结合低温离子渗硫技术制备了WSx/W-DLC薄膜。在MS-T3000球盘摩擦磨损试验机和Optimal SRV-2高温摩擦磨损试验机上考察了WSx/W-DLC薄膜、W-DLC薄膜和W/Ti-DLC薄膜在modtc/ZDDP润滑条件下的摩擦学性能。采用扫描电镜、白光三维形貌仪、拉曼、X射线光电子能谱等分析测试方法观测了薄膜磨损前后样品的表面形貌、组织结构、元素价态及分布情况等，深入探讨了W-DLC、WSx/W-DLC和W/Ti-DLC薄膜与modtc/ZDDP交互作用的摩擦学机理并建立了机理模型。实验结果表明：（1）不同W含量的W-DLC薄膜在modtc润滑条件下的减摩性能均得到良好的改善，磨损表面生成了具有减摩作用的WS2和MoS2的摩擦反应膜;而薄膜的磨损量则随W含量的增加表现出先减小后增大的趋势，这与modtc分解生成的MoS2/MoOx比值大小有关。ZDDP作用下，W-DLC薄膜的抗磨性主要取决于生成的摩擦反应膜，连续的钨酸盐摩擦反应膜起到抗磨的作用，反之，则会加剧薄膜磨损。（2）WSx/W-DLC薄膜在modtc润滑条件下的减摩抗磨性能均优于未处理时，磨损表面WSx的形成以及摩擦反应膜中较高的MoS2/MoOx比值是薄膜摩擦学性能提高的主要原因。ZDDP润滑条件下WSx/W-DLC薄膜抗磨性提高则主要是因为薄膜表面生成的WSx削弱了磷酸盐造成的磨料磨损作用。（3）modtc润滑条件下Ti靶电流变化对W/Ti-DLC薄膜摩擦学性能影响较小，薄膜减摩性提高是因为modtc分解生成了具有减摩作用的MoS2摩擦反应膜，而modtc的另一种分解产物MoOx作为磨料则会加剧薄膜的磨损。ZDDP作用下W/Ti-DLC薄膜减摩性变差是因为ZDDP分解生成的磷酸盐摩擦反应膜硬且粗糙，导致摩擦系数变大;而薄膜的抗磨性则由生成的磷酸盐膜是否连续而决定，随着靶电流增大，薄膜表面生成连续的磷酸盐膜，因而抗磨性提高。

关键词：类金刚石薄膜摩擦磨损 modtc ZDDP