导电润滑脂的研究进展

导电润滑脂主要起电力设备电接触部位的导电、防腐和抗磨作用,导电润滑脂是保证电力设备稳定、高效运转的关键。文章介绍了导电润滑脂添加剂和导电润滑机理,并对制备的导电脂的物理化学性能及润滑性能进行了分析评价,同时介绍了课题组对导电润滑脂的一些研究工作,并提出了未来发展方向。

全氟聚醚导电润滑脂中碳黑的选择

某些精密设备会在使用过程中因摩擦产生静电从而导致设备损坏,需要使用一种能够导电的润滑脂来有效地疏导静电,起润滑和保护作用。全氟聚醚导电润滑脂由全氟聚醚,聚四氟乙烯稠化剂和导电碳黑制备而成。因为全氟聚醚和聚四氟乙烯均具有良好的绝缘性能,不导电,所以全氟聚醚导电润滑脂的导电性能完全取决于导电碳黑。考察了两种导电碳黑,比表面积相对较小(比表面积254 m^2/g),粒径相对稍大(粒径30 nm)的碳黑对全氟聚醚导电润滑脂体积电阻率的影响相对平缓,适合制备全氟聚醚导电润滑脂。制备的全氟聚醚导电润滑脂的体积电阻率处于半导体范畴,能够起到良好的静电疏导作用。

离子液体在润滑脂中的导电性和摩擦学性能研究

以聚亚烷基二醇(PAG)为基础油,LiBF_4和LiNTf_2锂盐为添加剂原位形成离子液体;制备以离子液体为基础油,以高碱值复合磺酸钙为稠化剂的导电润滑脂,考察其体积电阻率、接触电阻等导电性,在MFT-R4000高速往复摩擦磨损试验机上评定其摩擦学性能,并采用超高分辨率场发射扫描电子显微镜进行表面分析。结果表明:LiBF_4和LiNTf_2可显著提高高碱值复合磺酸钙基脂的导电性,且LiBF_4比LiNTf_2导电效果更好;在摩擦过程中LiBF_4能在摩擦副之间形成摩擦保护膜,因而其具有优异的减摩抗磨作用;含质量分数2%LiBF_4的高碱值复合磺酸钙基导电润滑脂,其导电性和摩擦学性能明显优于商用电力复合脂,可作为新型电力复合脂使用。

磁控溅射碳/铜复合涂层在脂润滑下的载流摩擦学性能研究

为得到摩擦性能良好的导电涂层,用磁控溅射法制备了3种碳/铜复合涂层,利用载流摩擦磨损试验机分别测试了导电润滑脂润滑下不同电压时各涂层的载流摩擦学性能,通过扫描电镜(SEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)观察并分析了磨痕表面形貌及主要元素化学状态。结果表明:磁控溅射碳/铜复合涂层具有优良的减摩抗磨能力和较好的导电性能,制备的涂层2中(制备工艺参数为C靶功率1000 W、Cu靶功率200 W)碳和铜的比例最合适;在载流摩擦过程中,磁控溅射碳/铜复合涂层中形成了石墨化碳膜和以氧化物为主的摩擦化学保护膜。

磁控溅射银层在载流润滑下的电摩擦学性能研究

采用直流磁控溅射法制备了银涂层,用XRD分析了银涂层的组织结构;制备了加入聚苯胺(PANI)作为导电润滑添加剂的聚苯胺润滑脂,利用载流摩擦磨损试验机(HFT-4000)评价了银涂层的摩擦和导电性能.利用扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)分析评价了磨损表面.结果表明:与商品导电润滑脂相比,聚苯胺润滑脂比商用导电润滑脂具有更好的润滑性能和低电阻,同时磁控溅射镀银层比电镀银层具有更好的摩擦学性能和导电性能,其原因归结为电流诱导的热效应和聚苯胺润滑脂在摩擦副表面的摩擦化学效应共同作用的结果.

Ti-Ag/TiN-Ag和Ti-Cu/TiN-Cu镀层在脂润滑下的载流摩擦学性能

采用多弧离子镀技术分别制备了Ti-Ag/TiN-Ag和Ti-Cu/TiN-Cu镀层,同时制备了以石墨烯为导电填料和聚乙二醇聚丙二醇单丁基醚(PAG)为基础油的导电润滑脂(GLG)。用HFT-R4000高速往复载流摩擦磨损试验机研究了镀层在载流润滑条件下的摩擦磨损性能,镀层和磨痕表面用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱仪(EDS)和拉曼光谱仪(Raman)进行观察和分析。结果表明,铜(Cu)原子分数为3%时,Ti-Cu/TiN-Cu镀层在脂润滑下具有较好的抗磨减摩及电腐蚀性能;银(Ag)原子分数为3%时,Ti-Ag/TiN-Ag镀层在脂润滑下展现出更好的电流稳定性,这归因于镀层、润滑脂和电流产生的热在表面形成了复杂的保护膜,提高了摩擦副的减摩和抗磨作用。