装备表面超润滑设计及高温摩擦学性能研究

运用多功能SRV试验机考察了MoS2的高温减摩抗磨性能.结果表明在点接触条件下,MoS2在200 ～400 ℃时显示出非常低的摩擦因数,其摩擦因数大约为0.06;MoS2在不同试验温度下的抗磨性能都比菜籽油的抗磨性能好,特别是在200～400 ℃时,MoS2的抗磨性能显示出特殊的优越性,其主要原因是MoS2主要以吸附形式存在于摩擦表面.因此,MoS2可以作为摩擦表面超润滑设计的润滑剂.     

Cu/C复合型润滑添加剂减摩抗磨性能研究

将纳米Cu和纳米金刚石复配成Cu/C复合添加剂,对其在500SN基础油中的减摩抗磨性能进行了研究.结果表明,加入了Cu/C复合添加剂的试油能明显改善500SN基础油的摩擦学性能:当纳米Cu添加量为4%,纳米C添加量为2%时,加入了Cu/C复合添加剂的试油减摩性能最好,同500SN空白试油相比,摩擦因数可降低94.8%;...     

疏水性纳米TiO2制备及其在菜籽油中的摩擦磨损性能

以纳米TiO2为原料、硬脂酸为表面改性剂,通过超声反应制备了疏水性纳米TiO2（SA-TiO2）;采用扫描电子显微镜（SEM）、红外光谱仪及接触角测量仪对其微结构进行了表征。以SA-TiO2为润滑油添加剂,在四球试验机上考察了其在菜籽油中的摩擦磨损性能,并利用SEM观察钢球表面磨斑形貌,用能谱仪（EDS）和X射线光电子能谱仪（XPS）分析了钢球表面磨斑的化学成分。结果表明：SA-TiO2为疏水性单分散球状颗粒,其平均直径约为20 nm;SA-TiO2能够提高菜籽油的抗磨减摩性能,当SA-TiO2的质量分数为1%,菜籽油的抗磨减摩性能达到最佳;钢球表面磨斑的EDS和XPS分析表明,纳米微粒在钢球摩擦表面形成了一层含菜籽油和SA-TiO2的吸附膜,在摩擦剪切作用下,发生摩擦化学反应生成了一层含钛、铁氧化物的边界润滑膜,这种边界润滑膜起到了良好的润滑作用。     

纳米SiO2颗粒增强铜基复合材料性能研究

以纳米SiO2颗粒为增强体,采用粉末冶金法制备铜基纳米复合材料.考察不同质量分数的纳米颗粒对复合材料密度、硬度以及摩擦磨损性能的影响.结果表明纳米SiO2颗粒的加入,使铜基体的硬度和摩擦磨损性能都得到了明显提高;但随着纳米SiO2质量分数的增加,复合材料的密度和硬度均呈下降趋势;当纳米SiO2质量分数为0.3 %时,复合材料的减摩耐磨性最好.     

zn及Zn／Si02复合添加剂的摩擦学性能

实验室自制了锂基润滑脂,通过四球试验研究zn作为锂基润滑脂添加剂在不同工况条件的摩擦学性能,利用光学显微镜和EDX分析了磨斑表面形貌及元素组成,探讨了zn的润滑作用机理,并对zn与SiO2不同复配方案的摩擦学性能进行了研究。结果表明：在低载荷条件,zn能更显著地提高锂基润滑脂的抗磨性能;在中高载荷条件,zn同时具有减摩抗磨性能,但对Pn值的提高没有太大帮助。EDX能谱分析表明磨斑表面存在特征zn元素,说明zn能够在摩擦表面沉积,形成摩擦学性能显著的表面润滑层;同时,zn与硬质颗粒SiO2在适宜的复配比例时具有一定的协同效应,能提高锂基润滑脂的摩擦学性能．     

纳米硼酸镧的制备、表征及其在水介质中的摩擦学性能

采用化学沉淀法合成了硼酸镧纳米微粒,利用透射电镜、热分析仪、FT-IR光谱仪对其结构进行了表征,采用四球摩擦试验机考察了其在水介质中的摩擦学行为,并用扫描电子显微镜和X射线光电子能谱分析了磨损表面形貌和主要元素的化学状态.结果表明,纳米硼酸镧作为水基润滑添加剂能显著提高水的抗磨减摩性能,添加剂在摩擦过程中发生了摩擦化学反应,在摩擦副表面生成了含La2O3,B2O3,FeO和Fe2O3的复合润滑膜,有效地提高了水的抗磨减摩性能.     

石墨烯油润滑添加剂的减摩抗磨性能

采用多功能往复摩擦磨损试验机考察了石墨烯的减摩抗磨性能,通过三维形貌测量仪、扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscopy,SEM)等手段,分析了磨损表面的形貌,初步探讨了石墨烯的润滑机理。结果表明:在试验所选载荷、频率条件下,石墨烯较液体石蜡的减摩抗磨性能有明显改善,但试验条件不同,改善程度也不同;液体石蜡和石墨烯的磨损机理均为磨粒磨损,试验条件可以改变液体石蜡和石墨烯的润滑状态,减轻其磨损程度,但不能改变其磨损机理。     

润滑油纳米铜添加剂及其对不同粗糙度表面的减摩自修复行为

采用KBH4液相还原法制备了纳米铜添加剂,采用透射电子显微镜对纳米铜添加剂进行了表征,通过摩擦磨损试验机测试了纳米铜添加剂对4种不同粗糙度摩擦表面所表现的抗磨减摩性能,并对不同的磨损表面进行了光学显微镜和能谱分析。结果表明:纳米铜添加剂为分散性能稳定的20nm的球形颗粒;纳米铜添加剂具有良好的抗磨减摩性能,尤其是对于光滑的摩擦表面,与基础油相比,可使摩擦因数降低24%。纳米铜添加剂还具有良好的自修复性能,摩擦过程中,能够在摩擦表面形成一层高弹性低硬度的自修复膜,自修复效果对于光滑的摩擦表面更为显著。     

环烷酸铅作为润滑油添加剂的摩擦学性能研究

环烷酸铅具有良好的抗磨损能力和减摩性能,其中含铅量为２０％的环烷酸铅添加剂使基础油的抗磨性能提高４０％,减摩性能提高３０％。ＳＥＭ分析显示钢球磨痕和犁沟较浅,且有含铅沉积物生成。由此推断出有机铅盐在摩擦副表面形成吸附膜,且部分吸附膜发生摩擦化学反应,产生了其有抗磨减摩作用的铅氧化物转化膜,从而起到了改善摩擦磨损性能的作用。     

磨合预处理对有机钼添加剂摩擦学性能的影响

采用MMW-1万能摩擦磨损试验机,考察了磨合预处理工况(时间、载荷)对两种有机钼添加剂在CF-4 15W-40柴油机油中抗磨减摩性能的影响。采用扫描电子显微镜和能谱仪分析了磨斑表面形貌和表面元素组成。结果表明,适当的磨合预处理可有效增强有机钼添加剂在柴油机油中的抗磨减摩性能,且经过磨合预处理的磨斑表面形貌较没有处理时平整,添加剂主要功能元素在摩擦表面的质量分数增加。     

抗磨添加剂与电弧喷涂耐磨涂层间的协同效应

研究了2种φ2mm粉芯丝材电弧喷涂Fe-Cr-Ni涂层和7Crl3涂层以及与2种典型润滑油抗磨添加剂的协同效应,并借助X光电子能谱(XPS)研究了其协同作用机理.结果表明DBP和ZDDP润滑油抗磨添加剂能明显地改善电弧喷涂Fe-Cr-Ni涂层和7Cr13涂层的抗磨性.添加剂DBP能显著地降低2种电弧喷涂涂层/GCr15摩擦副的摩擦系数,但ZDDP抗磨添加u剂的减摩效果不太显著.在含DBP和ZDDP添加剂油润滑条件下,涂层磨痕表面形成了摩擦化学反应膜.     

几种固体润滑层的减摩抗磨性能与耐腐蚀性能研究

在MFT-R4000摩擦磨损试验机上考察了几种固体润滑层的减摩抗磨性能,并利用电化学工作站研究了其腐蚀电流和腐蚀电位的变化情况,分析了磨损表面的形貌和硫元素的化学价态变化。几种改性表面的耐腐蚀性能从好到坏的顺序为：NSL层〉SLD层〉离子渗硫〉基体;抗磨性能从好到坏的顺序为：NSL层〉SLD层〉离子渗硫〉基体;摩擦因数从大到小的顺序为：基体〉离子渗硫〉SLD层〉NSL层。NSL层的耐腐蚀性能和抗磨减摩性能最好,原因主要是基础油和纳米材料的润滑作用和屏蔽作用。     

基于变转速的柴油抗磨性评定方法

以MRS-1J型四球摩擦磨损试验机为平台,提出了一种变转速条件下柴油抗磨性评定方法。利用VC＋＋对试验机软件进行了改进,增加了负荷-转速程序控制功能,实现了试验机自由设置转速、负荷的变化范围、变化速率和变化模式。通过正交试验方法确定了最佳试验条件,发现试验时间3N1min,负荷11N2N,油温60℃,转速在1 min内由100 r/min线性上升至20N3r/min再线性下降至100 r/min并依次循环时,该试验方法具有良好的重复性和区分性。在与高频往复试验机法的对比中,发现该方法的磨斑直径变化率大于高频往复试验机法,证明变转速四球机法优于高频往复试验机法。     

球磨时间对纳米SiO_2/Cu复合材料摩擦学性能的影响

采用球磨法与热压烧结工艺制备了添加w（n-SiO2）=1.0%的铜基纳米复合材料。通过球盘式摩擦磨损试验机测试了复合材料的摩擦磨损性能,采用排水法和场发射扫描电镜（FSEM）研究了复合材料的致密度、显微组织和磨损形貌。结果表明：球磨可提高复合材料的致密度,改善n-SiO2在铜基体中的分散均匀性;随球磨时间的增加,复合材料的动摩擦因数和磨损量先减小后增加,球磨10 h复合材料具有较低的摩擦因数和磨损量,磨损机理主要为磨料磨损。     

10W/40高温重负荷润滑油在柴油发动机上的试验

为更好地研究高原地区车辆发动机与油料的适应性,针对高原地区特殊的地理环境气候特点,选用10W/40高温重负荷润滑油,对其进行了理化性能分析、350 h台架可靠性试验及高原实际行车试验。结果表明:该型润滑油具有优良的抗氧抗腐性、清净分散性和抗磨性,可满足高原地区大功率、重负荷柴油发动机的用油要求。     

激光制备多层结构的软质基底耐磨类金刚石膜

为提高金属铜软基底的耐磨、抗蚀能力,采用脉冲激光沉积技术制备了金属铜基底上的多层结构类金刚石保护膜;其中的碳化硅-类金刚石循环层避免了类金刚石膜层中内应力的累积,降低了功能类金刚石层破裂的风险,碳化硅持力层降低了软质铜基底与高硬度类金刚石层的硬度差,金属钛层则使得铜基底与上层碳化硅层牢固结合。实验测试表明,多层结构类金刚石保护膜在铜基底上附着牢固,可通过美军标MIL-48497A规定的重摩擦和国军标GJB150.5A-2009规定的高低温冲击试验,同时能够承受弱碱溶液的腐蚀;摩擦系数低、处于0.093以下,耐磨性能好、2 h摩擦未见磨痕。针对不同金属基底特性改进工艺,该技术可应用于存在腐蚀性环境中机械工具的抗磨保护膜。     

自润滑材料工作机理验证与材料再生

在研究含油量低(HDV6)、中(HDV12)、高(HDV20)3种材料的滑动摩擦特性基础上,通过实验验证了自润滑材料工作机理;并发现自润滑材料失去自润滑特性后,通过对其重新浸油,可以使材料的自润滑性能再生.