LPAF添加剂对碳基固油复合润滑体系摩擦学性能的影响

目的进一步提高碳基固油复合润滑体系的摩擦学性能。方法采用等离子体增强化学气相沉积技术(PECVD)和薗头-萩原(Sonogashira-Hagihara)偶合反应,分别设计制备具有类富勒烯结构的碳基(FLC)涂层和具有层状特征的多孔芳香骨架碳基(LPAF)添加剂。在此基础上,构建由FLC涂层、LPAF添加剂及PAO10基础油组成的三元复合润滑体系,系统考察三元体系的摩擦学行为,并提出潜在的摩擦机制。结果LPAF的层状特性有效降低了界面摩擦,在界面剪切和摩擦热的共同作用下,LPAF由初始的非晶薄片形态通过石墨化转变为圆形类洋葱碳薄片,成为进一步减小复合体系摩擦的关键,使摩擦因数最低降至0.016;此外,LPAF能够对FLC涂层磨损区域进行填补,提升其耐磨损能力,其磨损率低至1.7×10^(–9)mm^(3)/(N·m)。结论绿色环保型LPAF添加剂能够显著提升基于碳基涂层和基础油构建的固p油复合润滑体系的摩擦学性能。

类石墨非晶碳膜与不同硅油构建的固-油协同润滑研究

硅油由于具有良好的化学稳定性、黏温特性和耐高温等性能,在机械设备的润滑方面发挥了重要作用.但是在边界润滑条件下,硅油在常见金属摩擦副界面的摩擦系数较高且造成的磨损较大,润滑效果不理想.利用类石墨非晶碳与硅油构建固-油协同润滑体系,对比研究了氢离子注入改性前后的类石墨非晶碳膜(GLC)与不同基团封端硅油的固-油复合边界润滑条件下的摩擦学性能.结果表明:类石墨碳膜与硅油复合后表现出显著的固-油协同润滑效应,其摩擦系数低至0.02,磨损率低至5.3×10^(−8 )mm^(3)/(N·m).相比于注入改性的GLC膜,未改性GLC膜与含有极性基团封端的硅油复合表现出更低的摩擦系数.这可能主要源于未改性GLC膜的碳原子主要以sp^(2)杂化键存在,其π电子能够与硅油的极性基团产生偶极诱导作用,使油膜在摩擦界面吸附更为稳固.但是,注入改性的GLC膜由于力学性能的改善,其与多数类型的硅油复合后的抗磨损性能总体优于未注入的GLC膜.

粘结固体润滑涂层在油润滑条件下的摩擦学性能

为了探讨粘结MoS2基固体润滑涂层在油润滑条件下的抗磨减摩性能,采用MHK-500型摩擦磨损试验机对粘结MoS2基固体润滑涂层在4种常用油(液体石蜡、RP-3煤油、4050滑油和CD-40柴油)润滑下的摩擦磨损性能进行了研究,考察了速度和载荷对润滑涂层在4种不同的常用油润滑下的摩擦磨损性能。结果表明,在低载荷(320N)试验条件下,4种常用油润滑下涂层的耐磨性比干摩擦下得到显著的提高,摩擦因数从0.12降低到0.08左右;但在高载荷(1100N)下,油润滑对涂层的摩擦磨损性能没有明显的改善。只有在合适的载荷下,固/油复合润滑技术可明显改善摩擦副的润滑性能。