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过量稠化剂组分对锂基润滑脂微观结构和性能的影响

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摩擦学学报（中英文） 2024年第4期44卷 542-550页

作者：徐状蔡浩鹏王哲王卓群王晓波贾倩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 青岛市资源化学与新材料研究中心青岛市高端装备润滑技术重点实验室山东青岛266000 淄博高端合成润滑材料创新中心山东淄博255000

以不同摩尔比的12-羟基硬脂酸和一水氢氧化锂为稠化剂原材料,设计制备了多种锂基润滑脂.采用傅里叶红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)表征了锂基润滑脂的化学结构和微观形貌.考察了过量的12-羟基硬脂酸或者一水氢氧化锂对锂基润滑脂的微... 详细信息

以不同摩尔比的12-羟基硬脂酸和一水氢氧化锂为稠化剂原材料,设计制备了多种锂基润滑脂.采用傅里叶红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)表征了锂基润滑脂的化学结构和微观形貌.考察了过量的12-羟基硬脂酸或者一水氢氧化锂对锂基润滑脂的微观结构、锥入度、滴点、胶体安定性、机械安定性和流变学性能的影响,阐释了微观结构对其性能的影响机理.结果表明:过量的稠化剂组分对锂基润滑脂微观结构的形成及性能均具有显著影响.12-羟基硬脂酸过量10%时对锂基润滑脂起到结构改善剂的作用,过量的一水氢氧化锂更有利于锂基润滑脂形成螺旋纤维均匀及缠绕程度较高的网状结构;一水氢氧化锂过量或者12-羟基硬脂酸过量10%时制备的锂基润滑脂的稠度较大,胶体安定性较好,结构强度较高.

关键词：过量稠化剂组分锂基润滑脂微观结构胶体安定性流变性能

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基于SRV的重载轴承润滑脂摩擦磨损性能模拟评定方法研究

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摩擦学学报（中英文） 2024年第2期44卷 242-253页

作者：赵启龙姜程苏怀刚娄文静张如良王晓波山东科技大学材料科学与工程学院山东青岛266590 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 青岛市资源化学与新材料研究中心青岛市高端装备润滑技术重点实验室山东青岛266000

为提高润滑脂产品配方筛选效率、节约轴承台架试验成本,提出了1种基于SRV摩擦磨损试验机的圆柱滚子-圆盘线接触往复运动模式评定重载轴承润滑脂摩擦磨损性能的试验方法.采用四款重载润滑脂为试验样本,通过Pearson相关性系数法进行了SRV... 详细信息

为提高润滑脂产品配方筛选效率、节约轴承台架试验成本,提出了1种基于SRV摩擦磨损试验机的圆柱滚子-圆盘线接触往复运动模式评定重载轴承润滑脂摩擦磨损性能的试验方法.采用四款重载润滑脂为试验样本,通过Pearson相关性系数法进行了SRV圆柱滚子-圆盘线接触往复摩擦磨损试验结果与FE-8轴承磨损台架试验结果间的相关性探讨,确定了方法最优试验参数,并在最优试验条件温度25℃,载荷1 kN,位移1 mm,往复速率50 Hz下完成了方法重复性考察.结果表明:SRV圆柱滚子-圆盘线接触往复试验方法试验结果重复性良好、可靠性高,与FE8轴承台架结果对应性优于四球机磨斑直径法(SH/T 0204-1992)以及SRV球滚子-圆盘接触试验法(NB/SH/T0721),更适用于重载轴承用润滑脂在摩擦副表界面的抗磨减摩性能的分析评定.

关键词：摩擦磨损可靠性重载润滑脂相关性轴承台架试验

锂基脂静态热氧化老化行为的红外吸收光谱定量分析

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石油学报（石油加工） 2024年第2期40卷 560-568页

作者：孙一平赵启龙苏怀刚于泓渊阴俊娄文静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 青岛市资源化学与新材料研究中心山东青岛266000

为探讨锂基润滑脂在高温使用工况下的热老化行为,以不同矿物油、合成油PAO为基础油,以12-羟基硬脂酸锂为稠化剂制备润滑脂样品。使用自行设计的红外光谱定量分析设备,采用静态热老化方式模拟并系统研究了不同老化温度、不同基础油种类... 详细信息

为探讨锂基润滑脂在高温使用工况下的热老化行为,以不同矿物油、合成油PAO为基础油,以12-羟基硬脂酸锂为稠化剂制备润滑脂样品。使用自行设计的红外光谱定量分析设备,采用静态热老化方式模拟并系统研究了不同老化温度、不同基础油种类的锂基润滑脂老化过程。探索了该老化过程中的润滑脂中关键组分分子结构变化及其规律,并分析建立了可用于有效评定润滑脂热老化程度的综合性能指标E。结果表明:锂基润滑脂的热老化过程中,首先基础油发生氧化、硝化、硫化等反应,随着老化程度的加剧,稠化剂发生降解;对于140℃下静态热老化的1#锂基脂样品,E值上升至新脂的1~23倍时为初级氧化阶段,上升至23~38倍时为氧化的平台阶段,结合其他理化指标,前2个阶段为影响润滑脂寿命的主要部分,随老化时间增加,E值继续上升,润滑脂结构开始降解失效。另外,润滑脂老化程度随温度的升高而加速。基础油种类对老化速率有一定影响,聚α烯烃规整的长链烷烃结构在老化过程后期能够保持稠化剂结构的稳定,制备的润滑脂样品具有更好的高温性能。

关键词：锂基脂热老化红外光谱定量分析基础油

聚脲润滑脂静态热氧老化条件下性能衰退机制研究

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摩擦学学报（中英文） 2024年第8期44卷 1074-1083页

作者：沙光荣来冰冰赵启龙孙一平王晓波娄文静刘晓玲青岛理工大学机械与汽车工程学院山东青岛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 青岛市资源化学与新材料研究中心青岛市高端装备润滑技术重点实验室山东青岛266100

采用静态热老化方式模拟聚脲基润滑脂在高温工况下的老化行为,根据润滑脂样品在老化过程中红外光谱的变化将其老化过程划分为3个阶段.通过扫描电镜表征热老化后润滑脂微观结构、热重表征热老化后润滑脂的热稳定性,采用流变仪考察润滑脂... 详细信息

采用静态热老化方式模拟聚脲基润滑脂在高温工况下的老化行为,根据润滑脂样品在老化过程中红外光谱的变化将其老化过程划分为3个阶段.通过扫描电镜表征热老化后润滑脂微观结构、热重表征热老化后润滑脂的热稳定性,采用流变仪考察润滑脂流变性能的变化,最后探究热老化温度对聚脲基润滑脂老化过程的影响.结果表明:聚脲基润滑脂在热老化过程中,首先稠化剂分子间的缔合程度增加,稠化剂网络结构的交联程度下降,对基础油的束缚能力减弱,润滑脂结构稳定性减弱.随后基础油发生氧化,稠化剂脲分子间部分氢键开始发生断裂,无序的短纤维结构逐渐向均匀的球状颗粒结构转变,润滑脂结构稳定性增强但强度逐渐减弱.随着老化程度的加剧,脲基结构发生改变,稠化剂发生氧化且氧化产物增加,基础油大量流失,导致润滑脂硬化加剧.此外,试验结果表明温度越高,润滑脂老化劣化越迅速,氧化安定性越差,结构变化越快,结构强度越低.

关键词：聚脲基润滑脂静态热老化红外光谱微观结构流变性

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钨掺杂类石墨涂层/蓖麻油酸固液复合润滑体系的摩擦学性能研究

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摩擦学学报 2024年

作者：马鹏程周海斌鲁晓龙隋旭东杨柳青玄翠娟王强青岛农业大学化学与药学院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青岛市资源化学与新材料研究中心

钨掺杂类石墨涂层和蓖麻油酸组成的固液复合体系具有优异的摩擦磨损性能，有望在轨道交通、航空航天以及机械装备等领域获得广泛应用。本文中利用磁控溅射技术制备出钨掺杂类石墨涂层，并研究了其在蓖麻油酸微量润滑条件下的摩擦学性能... 详细信息

钨掺杂类石墨涂层和蓖麻油酸组成的固液复合体系具有优异的摩擦磨损性能，有望在轨道交通、航空航天以及机械装备等领域获得广泛应用。本文中利用磁控溅射技术制备出钨掺杂类石墨涂层，并研究了其在蓖麻油酸微量润滑条件下的摩擦学性能。结果表明：钨掺杂类石墨涂层和蓖麻油酸组成的固液复合润滑体系的摩擦系数低至约0.02，磨损率约为6.25×10-19m3/（N·m），比钨掺杂类石墨涂层和聚α烯烃（PAO）组成的固液复合体系的磨损率低约1个数量级，其磨痕在三维轮廓仪可观测的范围内几乎不可见，实现超低磨损。本文中研究结果为碳基涂层/蓖麻油酸固液复合体系的未来应用和发展提供了研究基础和理论支持。

关键词：固液复合润滑绿色润滑剂超低磨损蓖麻油酸碳基涂层

微织构F-DLC涂层表面润湿与摩擦学性能研究

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摩擦学学报 2024年

作者：刘瑞文张晓鲁艳王琮玄翠娟郝俊英于专妮青岛农业大学化学与药学院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青岛市资源化学与新材料研究中心

采用激光织构技术对304不锈钢表面进行微织构处理，并利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺在其表面制备氟掺杂类金刚石(F-DLC)涂层，构建疏水表面，研究了微织构处理和F-DLC涂层对304不锈钢表面润湿性和摩擦学性能的影响。结果表... 详细信息

采用激光织构技术对304不锈钢表面进行微织构处理，并利用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺在其表面制备氟掺杂类金刚石(F-DLC)涂层，构建疏水表面，研究了微织构处理和F-DLC涂层对304不锈钢表面润湿性和摩擦学性能的影响。结果表明：氟元素掺杂可以降低类金刚石碳(DLC)涂层的表面能，使得304不锈钢表面的静态水接触角由57°提高至107°，实现由亲水性表面到疏水性表面的转变；而在沉积涂层之前进行激光织构，激光织构的图案和织构过程中激光烧蚀形成的纳米小颗粒在沉积涂层后形成的团簇结构，使得接触角达到144°；通过设计不同微织构图案，可实现对涂层摩擦学性能的调控，其中以0.1 mm (间距)× 0.1 mm (直径)激光点阵处理的F-DLC织构涂层具有最优的摩擦学性能，圆孔型织构形成的凹坑可以储存摩擦磨损产生的磨屑，从而降低涂层的摩擦系数，使涂层的稳定摩擦系数仅为0.2。因此，通过优化激光点阵结构进行微织构处理，结合氟掺杂DLC涂层技术，可以显著提高304不锈钢表面的疏水性能和摩擦学性能。

关键词：疏水表面 F-DLC涂层表面微织构摩擦学性能润湿性能

S-N型功能分子用作多功能添加剂的缓蚀及摩擦学行为研究

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摩擦学学报（中英文） 2024年第4期44卷 573-584页

作者：俎鹏姣董均阳李毅谢海姣张松伟李军胡丽天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 河北工业大学理学院天津300401 青岛市资源化学与新材料研究中心山东青岛266071 杭州研趣信息技术有限公司浙江杭州310003

利用电化学、摩擦学试验和量子化学模拟等手段,研究了巯基甲基噻二唑(MMT)和二壬基萘磺酸(DNS)这2种功能分子作为缓蚀剂的缓蚀性能和作为极压抗磨添加剂的摩擦学性能及其作用机理.电化学试验表明,DNS分子的缓蚀能力较差,缓蚀效率为58.6%... 详细信息

利用电化学、摩擦学试验和量子化学模拟等手段,研究了巯基甲基噻二唑(MMT)和二壬基萘磺酸(DNS)这2种功能分子作为缓蚀剂的缓蚀性能和作为极压抗磨添加剂的摩擦学性能及其作用机理.电化学试验表明,DNS分子的缓蚀能力较差,缓蚀效率为58.6%;MMT分子表现出优异的缓蚀能力,缓蚀效率达93.3%.摩擦学试验表明,DNS作为添加剂时,油样的摩擦系数与PEG基础油的摩擦系数相当,磨损量增大;MMT作为添加剂时,油样的摩擦系数和磨损量较PEG基础油明显降低,极压性能较基础油明显提高.量子化学模拟结果表明,DNS分子与钢表面具有更高的反应活性,因此作为极压抗磨和缓蚀添加剂,加剧了金属的腐蚀和磨损.表面分析结果表明,DNS分子润滑下的磨斑表面主要起到减摩作用的是铁的氧化物和FeSO_(4)等.MMT分子润滑下的磨斑表面的摩擦产物为Fe_(2)(SO_(4))3、FeS_(2)、铁的氧化物以及含氮有机物.

关键词：巯基甲基噻二唑抗腐蚀性能减摩抗磨性能极压性能

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新型聚羟基脂肪酸酯基环境友好型润滑脂的制备及性能研究

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摩擦学学报 2024年

作者：杨珊珊来冰冰王晓波娄文静刘宗柱青岛农业大学生命科学学院中国科学院兰州化学物理研究所润滑材料全国重点实验室青岛市资源化学与新材料研究中心青岛市高端装备润滑技术重点实验室

随着原材料的短缺和人们环境保护意识的不断增强，可生物降解润滑脂的重要性逐渐增强，该工作中旨在寻找一种新型的绿色稠化剂，扩宽可再生和可生物降解原料制备润滑脂的应用范围。经过研究发现聚羟基脂肪酸酯材料聚3-羟基丁酸酯-4-羟... 详细信息

随着原材料的短缺和人们环境保护意识的不断增强，可生物降解润滑脂的重要性逐渐增强，该工作中旨在寻找一种新型的绿色稠化剂，扩宽可再生和可生物降解原料制备润滑脂的应用范围。经过研究发现聚羟基脂肪酸酯材料聚3-羟基丁酸酯-4-羟基丁酸酯(P34HB)具备稠化生物质基蓖麻油的潜力，并以此为稠化剂制备了一系列不同浓度的新型润滑脂。系统地考察了其理化特性、流变特性以及摩擦学特性。研究结果表明：P34HB润滑脂的胶体安定性和氧化安定性随着稠化剂含量增加而有所提升。P34HB润滑脂稠化剂微观结构呈现片状的不规则堆叠结构，与锂基润滑脂的纤维状螺旋结构截然不同。P34HB润滑脂体系符合Carreau Yasuda模型，表现出非牛顿流体典型的剪切稀化特性。在温和的摩擦条件下，稠化剂含量为48%的P34HB润滑脂表现出与对照组蓖麻油锂基润滑脂相当的摩擦学性能。该研究为P34HB在润滑领域应用提供了有效策略，为开发新一代环境友好型润滑脂开辟了新的途径。

关键词：新型稠化剂环境友好型聚3-羟基丁酸酯-4-羟基丁酸酯蓖麻油润滑脂

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