论文部分内容阅读
现代大型机械设备正朝着高速重载的极端方向发展,这对润滑油的抗磨减摩性能提出了更高的要求,因此,传统的添加剂正面临着重大挑战。本文以研究具有优良抗磨减摩性能、高承载能力的新型纳米固体润滑添加剂为背景,对不同形态二硫化钨(WS2)作为润滑油添加剂的摩擦学性能进行了实验研究,并探讨了其润滑机理。全文的主要内容和结论包括:(1)采用固相法和水热法制备了两种形态的WS2,采用XRD、TEM和SEM对生成产物的微观形貌和物相组成进行了表征。结果表明,固相法制备了纯度高,结晶度高,六方层状结构明显的片状WS2,其厚度约为2μm,侧面尺寸介于5μm-10μm;水热法制备了球状WS2,其平均粒径分布在90nm左右。(2)将制备得到的不同形态WS2按一定比例添加到基础油中,在摩擦试验机上测试其润滑性能,研究了添加量、滑动速度和载荷对WS2摩擦学性能的影响,并初步探讨了不同形态WS2作为添加剂的润滑机理。结果表明,片状WS2在添加量为0.5wt.%和球状WS2在添加量为1wt.%时,表现出了最佳的抗磨减摩性能。滑动速度对不同形态WS2抗磨减摩性能的影响较小,不同形态WS2能在较宽的滑动速度范围内发挥其抗磨减摩作用。载荷对不同形态WS2抗磨减摩性能的影响较明显,WS2在适当的载荷下才能表现出良好的抗磨减摩性能。球状WS2的极压性能优于片状WS2的极压性能。片状WS2最小摩擦系数平均值集中在载荷100N,而球状WS2的最小摩擦系数均值集中在载荷120N,球状WS2的极压性能优于片状WS2的极压性能。(3)以离子液体作为分散剂对WS2进行改性,研究了离子液体对WS2分散性能及摩擦学性能的影响。以常用传统型抗磨剂ZDDP为添加剂,研究了不同形态WS2和ZDDP同时作为添加剂对润滑油摩擦学性能的影响,并探讨了其作用机理。结果表明,离子液体[Emim]OTF的加入,能够起到延缓WS2沉淀的作用,且能够进一步提高润滑油的抗磨减摩性能。抗磨剂ZDDP与WS2之间存在着协同作用,与只添加WS2的样品油相比,ZDDP的添加能够进一步提高润滑油的摩擦学性能。与基础油相比,含添加剂样品油的减摩性能会随着速度的增加越明显,且添加剂的参与能够削弱滑动速度对磨损的影响。