表面微织构涂层-基体系统重载弹流润滑性能分析

目的研究表面涂层与织构化协同作用时摩擦副的重载弹流润滑性能,为重载传动的摩擦学设计提供参考。方法基于广义Reynolds方程、线弹性方程以及载荷平衡方程,建立表面微织构涂层-基体系统的弹流润滑模型,并无量纲化,然后运用Full-system有限元法编程求解,探讨涂层的弹性模量以及三角形织构深度、宽度、密度对系统弹流响应的影响。结果载荷一定时,薄膜涂层(2μm)的弹性模量变化(50~500 GPa)对油膜压力整体分布影响较小,但二次压力峰在硬质涂层上更为显著。在涂层与基体存在弹性模量差时,其上由微织构引起的集中应力是无涂层的2~3倍。最小油膜厚度随着涂层弹性模量的增大而增大。随着织构深度的增大(0~5μm),油膜压力和厚度波动更加明显,最小油膜厚度随之减小,系统最大等效应力也显著增大。当织构宽度增大(10~20μm)时,油膜压力和厚度波动减弱,最小油膜厚度先减小后增大。如果织构密度增大(0.5~2),油膜压力波动更为剧烈,油膜厚度波动变化不大,但其波动周期变化明显,最小油膜厚度先减小后增大。膜基界面最大剪应力出现在二次压力峰附近,织构化表面油膜压力波动越大,膜基界面剪应力波动也越大。结论存在一个最优的织构深度、宽度和密度,使得镀膜齿轮的承载能力最佳。合理的涂层选配和微织构设计,可以有效地提高齿轮的摩擦学性能,提前预防膜基系统失效。

TEG-NCS/NBS复合溶剂的络合萃取脱氮性能研究

采用三乙二醇(TEG)-氯代琥珀酰亚胺(NCS)和溴代琥珀酰亚胺(NBS)复合溶剂作为萃取剂,研究其分别对模型油中喹啉、吖啶、吡啶、吲哚、吡咯以及催化裂化柴油中氮化物的脱除性能。结果表明:复合溶剂可将模型油中碱性氮和非碱性氮完全脱除。对于碱性氮,纯TEG对模型油中喹啉等的脱除率只有85%左右,而TEG-NCS、TEG-NBS复合溶剂对模型油中碱性氮的脱除率却能达99.9%以上,超高的脱氮性能来自于NCS、NBS与碱性氮之间发生的强络合作用。对于非碱性氮,TEG对吲哚、吡咯的脱除率均能达到99%以上,说明TEG与非碱性氮之间存在较强的氢键作用,研究还发现TEG-NBS与吲哚能发生强烈的络合作用,通过红外、紫外和^(1)H-核磁共振等表征方法也进一步证实了上述这些相互作用。此外,复合溶剂对催化裂化柴油也表现出良好的脱氮性能。可见,对于萃取脱氮而言,TEG-NCS和TEG-NBS具有良好的应用前景。