發(fā)布時(shí)間：2019-11-27 20:24

【摘要】：在各種摩擦界面中普遍存在著邊界潤(rùn)滑,提高邊界潤(rùn)滑的潤(rùn)滑效果對(duì)于延長(zhǎng)摩擦部件的磨損壽命、減小摩擦損耗意義重大。作為改善邊界潤(rùn)滑的一項(xiàng)潛力巨大的技術(shù),電控摩擦在研究中逐漸被人們所認(rèn)識(shí)。目前,水基潤(rùn)滑液中的電控摩擦研究取得了很大進(jìn)展,但是,由于礦物油的電導(dǎo)率極小,對(duì)潤(rùn)滑油的電控摩擦效應(yīng)的研究相對(duì)薄弱,在潤(rùn)滑材料選型、機(jī)理解釋等方面均有待改進(jìn)。因此,本文主要圍繞有機(jī)酯基潤(rùn)滑液中的電控摩擦進(jìn)行了系統(tǒng)全面的實(shí)驗(yàn)與機(jī)理研究。首先,本文在以往電控摩擦研究的基礎(chǔ)上,提出了適合于電控摩擦研究的潤(rùn)滑材料選型準(zhǔn)則,并且根據(jù)該準(zhǔn)則優(yōu)選了三類可能具有電控摩擦效應(yīng)的有機(jī)酯基潤(rùn)滑液。此外,還設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了用于電控摩擦實(shí)驗(yàn)的“輻射式”電極布置方式,并運(yùn)用雙套恒電位儀的測(cè)量方法,驗(yàn)證了該電極布置方式所對(duì)應(yīng)的電位控制方案的合理性。隨后,通過(guò)電控摩擦實(shí)驗(yàn),在含離子表面活性劑的有機(jī)酯中發(fā)現(xiàn)了電控摩擦現(xiàn)象,從而驗(yàn)證了所提出的潤(rùn)滑材料選型準(zhǔn)則。并且,對(duì)該溶液中鋼摩擦副的摩擦、磨損特性隨電位的變化規(guī)律進(jìn)行了考察,發(fā)現(xiàn)鋼表面在+0.3 V的表面電位下獲得了很好的潤(rùn)滑效果。同時(shí),結(jié)合多種表征手段對(duì)不同電位下添加劑離子的吸附行為進(jìn)行了檢測(cè),觀察到了在摩擦表面存在著添加劑離子和基礎(chǔ)酯分子的競(jìng)爭(zhēng)吸附。電場(chǎng)作用下的摩擦實(shí)驗(yàn)和吸附研究結(jié)果表明,有機(jī)酯基潤(rùn)滑液中的電控摩擦現(xiàn)象由金屬-潤(rùn)滑液界面處的靜電力作用引起。進(jìn)而,研究了不同電位下離子液體對(duì)有機(jī)酯潤(rùn)滑特性的影響,獲得了鋼表面摩擦、磨損特性以及添加劑離子吸附行為分別與表面電位之間的關(guān)系,并發(fā)現(xiàn)在?0.6 V的表面電位下離子液體對(duì)鋼表面的潤(rùn)滑作用得到了很大改善。對(duì)于離子液體的有機(jī)酯溶液,其電控摩擦效應(yīng)產(chǎn)生的原因?yàn)楸砻骐娢粚?duì)正、負(fù)離子吸附行為的調(diào)控,與離子表面活性劑的有機(jī)酯溶液中的情形一致,從而進(jìn)一步確證了所提出的有機(jī)酯基潤(rùn)滑液中的電控摩擦機(jī)理。最后,分別考察了氮化處理、織構(gòu)處理對(duì)電控摩擦的影響,其實(shí)驗(yàn)結(jié)果提供了一種將氮化處理或織構(gòu)處理與電控摩擦相結(jié)合的提高金屬表面摩擦學(xué)特性的潛在技術(shù)。此外,基于表面電位對(duì)離子吸附自由能的影響,建立了靜電吸附模型,較好地解釋了有機(jī)酯基潤(rùn)滑液中的電控摩擦現(xiàn)象,從而證明了該模型有效。
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH117

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本文編號(hào)：2566752