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类水滑石化合物具有典型层状结构,层板组成元素种类多样,层间阴离子具有可置换性,广泛应用于催化、离子交换、吸附等领域。剪切力作用下,类水滑石层间相对滑动,作为极压抗磨修复材料具有独特优势。本文系统评价了镁铝类水滑石、锌铝类水滑石和锌镁铝类水滑石在四球摩擦试验、销-块摩擦试验(往复运动式)和销-盘摩擦试验(单向旋转式)等中的摩擦性能,创新性开展了三种类水滑石煅烧产物的摩擦行为研究,对比了类水滑石与传统极压抗磨剂石墨和二硫化钼的减摩抗磨性能。采用X射线粉晶衍射、扫描电子显微镜、能谱分析、X射线光电子能谱和俄歇电子能谱等表征手段,对类水滑石及其煅烧产物的成分、结构和微观形貌等进行了系统分析,深入研究了摩擦副表面成分及其变化规律,对减摩和抗磨机理进行了讨论,取得如下主要成果:镁铝类水滑石1000 oC煅烧产物、锌铝类水滑石及其850 oC煅烧产物抗磨损性能优异,减小磨斑直径均达到18%以上。锌镁铝类水滑石最佳添加量为0.5wt%,在高载荷(200 N~400 N)和适宜转速下减摩和抗磨效果显著。与传统固体极压抗磨添加剂石墨和二硫化钼相比,在特定试验条件下,类水滑石的抗磨损性能更为优异,与其较石墨和二硫化钼具有更高硬度和强度有关。销-块摩擦试验中,类水滑石的摩擦性能受载荷影响。类水滑石磨损表面含有ZnO(或MgO),ZnS,多种铁氧化物和含铁有机化合物,含碳氧键的有机物和石墨等,未见Al元素,表面氧化程度高,碳含量低。锌铝类水滑石和锌镁铝类水滑石与ZDDP协同作用,提高表面Zn含量。类水滑石煅烧产物促进Zn元素沉积于磨损表面,抗磨损性能显著,表面平整光滑区域Zn(或Mg)和O分布密集,Fe和C含量则降低,磨痕凹槽处C元素沉积。类水滑石及其煅烧产物减摩抗磨机理相近互通,即自修复保护膜理论,保护膜由上至下大致分为“富碳层”、“富氧层”和“过渡层”,厚度约100~200 nm。Zn和Mg在“富氧层”内均匀分布。类水滑石吸附于磨损表面,在剪切力下层板相对滑动,释放活性氧。纳米颗粒填补表面微裂纹。物理和摩擦化学等作用下,类水滑石在金属表面形成保护膜,起到减摩抗磨效果。类水滑石煅烧产物抗磨损性能优异,与其原位相变产物尖晶石的颗粒支撑和机械抛光作用有关。