润滑油高压流变学性能已成为润滑剂润滑机理研究和开发新型润滑剂的理论基础,流变特性的研究对推动弹流润滑理论的发展具有重要意义。合成油在高压下呈非牛顿性质,因此,合成油的高压流变特性对剪切速率具有依赖性。目前,国内学者仅研究了低剪切速率和高剪切速率下润滑剂的高压流变特性,对中剪切速率下润滑剂流变特性的研究较少,不能全面反映润滑剂实际工作时的流动特性。对合成油高压固化的研究限于物理范畴。针对上述问题,本文对中剪切速率下合成油及其基础油的流变特性进行了实验研究和理论分析,从机械力化学的角度分析合成油高压固化问题。　　本文首先研制了适于研究中剪切速率润滑剂流变特性的旋转流变仪装置。该装置包括流变仪本体、测试系统和压力调节三部分。具有以下特点:压力范围:0～300Mpa;剪切应力范围:0～400Pa;剪切速率范围:2.2′～102.2105′3 s-1;粘度范围:0～100Pa s。通过理论分析和实验验证,解决了结构强度和高压密封问题,确定了能够实现非接触传动的磁性联轴器。为了采集高压腔体内的压力、转速及粘滞力矩信号,制备了高压锰铜丝传感器,并设计了测试系统,输出信号可通过上位机界面显示。高压旋流变仪的研制为研究中剪切速率下润滑油的高压流变特性提供了实验平台。　　基于旋转法测量原理,提出了旋转圆筒法和圆板法相结合的测试方法,这种方法可以消除端面和摩擦力矩的影响。在自制的高压旋转流变仪上,利用新的测试方法对3种合成油及其基础油的高压流变特性进行了实验研究。根据实验数据拟合出不同压力下的流变模型,得出在高压中剪切速率下,均可用修正的幂律模型来描述几种润滑油的流变特性,流变模型中的粘度指数与压力存在指数关系,流变指数与压力存在线性关系,不同润滑油由牛顿流体转向非牛顿流体的临界压力不同。通过数值模拟分析了高压流变特性对润滑性能的影响,得到摩擦系数随着剪切速率的增加而增大,当剪切速率增加到一定程度时,摩擦系数增大的趋势变缓。中剪切速率下高压流变特性的研究为精确计算弹流膜厚及摩擦系数的研究提供条件。　　同样利用高压旋转流变仪研究了3种合成油及其基础油的粘压特性,得出中剪切速率下合成油及其基础油的粘压关系符合 Barus指数形式,粘压系数随剪切速率的增加而减小。在测试压力和剪切速率范围内,几种润滑油均为粘性体。分析了添加剂、剪切速率及分子量对粘压特性的影响,结果表明:添加剂对润滑油的粘压特性影响很小;粘压系数随剪切速率的增加而减小,高压下粘度随着剪切速率的增加而减小,呈现出明显的剪切稀化性;3种合成油的分子量越小,常压粘度越大,剪切稀化性越强,分子量与粘压系数不存在依赖性。　　利用四球摩擦磨损试验机对3种合成油及其基础油的摩擦磨损性能进行了研究,分析了粘压特性对润滑性能影响。结果表明:粘度与粘压系数的乘积对润滑性能的影响要大于粘度的影响;润滑油在变速状态下减摩特性依赖于其剪切稀化性,即剪切稀化性越强,减摩性越差。　　分别在自制的高压旋转流变仪和高压毛细管流变仪上,进行合成油固化实验,磷酸酯合成油发生了固化现象,得到合成油固化条件为高压高剪切速率。采用红外光谱及凝胶渗透色谱等方法对固化前后的合成油进行分析,结果表明磷酸酯合成油发生了化学反应。从机械力化学的角度分析了合成油发生化学反应的原因,即机械力的作用使磷酸酯合成油的化学键发生断裂产生了大量的自由基,而这些自由基由于具有很高的活性发生氧化反应。基于摩擦磨损性能和弹流润滑,分析了固化对润滑性能的影响,得出固化后的磷酸酯合成油的摩擦系数和磨斑直径均小于固化前的磷酸酯合成油。磷酸酯合成油的固化特性既影响弹流油膜厚度又影响弹流牵引力的大小。经高压高剪切后合成油状态和性能的变化为新型合成油的开发提供新的方法。