二烷基二硫代磷酸鋅（ZDDP）是目前應(yīng)用最廣、用量最大的的潤(rùn)滑油添加劑之一,它通過(guò)在摩擦界面形成摩擦反應(yīng)膜起到抗磨的作用。但是由于含有P、S等元素會(huì)影響車輛發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣中有害污染物的后期處理,這使得ZDDP在現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑劑中的應(yīng)用受到了挑戰(zhàn)。納米金剛石顆粒不僅具備納米材料小尺寸效應(yīng)、吸附能力強(qiáng)、反應(yīng)活性高的特點(diǎn),還具備環(huán)境友好、硬度高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)。但是納米金剛石顆粒的應(yīng)用受到多種因素的影響,很難完全代替ZDDP的使用。所以通過(guò)研究納米金剛石顆粒對(duì)ZDDP的協(xié)同作用來(lái)減少ZDDP的用量很有意義。本研究中在PAO基礎(chǔ)油中加入了ZDDP和納米金剛石顆粒,利用沉淀的方法區(qū)分了納米金剛石顆粒的濃度,并且使用機(jī)械分散的方法來(lái)排除分散劑的影響。用摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)和原子力顯微鏡（AFM）研究了不同潤(rùn)滑油樣品在多微凸體接觸界面的摩擦學(xué)性能,以及在單微凸體接觸下的原位成膜。利用掃描電子顯微鏡、能譜儀、拉曼光譜儀、原子力顯微鏡等表征手段探究了不同濃度納米金剛石顆粒對(duì)ZDDP摩擦學(xué)性能及成膜的影響,并研究了納米金剛石顆粒的作用機(jī)制。研究結(jié)果表明:（1）納米金剛石顆粒的加入對(duì)含ZDDP的潤(rùn)滑油摩擦性能影響... 

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【部分圖文】：

ZDDP的結(jié)構(gòu)圖[5]

51.2研究現(xiàn)狀1.2.1ZDDP作為潤(rùn)滑油添加劑的研究1950年代開(kāi)始研究者開(kāi)始認(rèn)識(shí)ZDDP的抗磨性能并探究其作用機(jī)理。自此以來(lái)，這項(xiàng)研究一直沒(méi)有減弱，隨著科學(xué)的進(jìn)步和實(shí)驗(yàn)儀器的發(fā)展人們對(duì)ZDDP的成膜認(rèn)識(shí)逐漸深入。目前公認(rèn)的是ZDDP作為潤(rùn)滑油添加劑通過(guò)在摩擦界面形成主要含有硫、磷、鋅、氧等元素的摩擦反應(yīng)膜，其主要由無(wú)定形磷酸鋅組成[25,26]。磷酸鹽層是漸變的，主要在靠近基材的位置包含正磷酸鹽和焦磷酸鹽，但在薄膜頂部附近具有較大比例的多磷酸鹽。ZDDP膜很粗糙，由微米級(jí)的圓形或細(xì)長(zhǎng)墊組成，可以達(dá)到200nm的厚度，并由深谷隔開(kāi)，如圖1-2所示是ZDDP反應(yīng)膜的的AFM形貌圖像及剖面高度曲線。一定厚度的摩擦反應(yīng)膜可以保護(hù)摩擦界面起到抗磨的作用[27,28]。但是，對(duì)于ZDDP摩擦反應(yīng)膜的形成過(guò)程、影響因素以及機(jī)理，一直以來(lái)受到廣泛的研究。以下將從ZDDP作為潤(rùn)滑油添加劑生成摩擦反應(yīng)膜的影響因素、成膜過(guò)程以及近些年來(lái)對(duì)摩擦反應(yīng)膜的原位研究幾個(gè)方面進(jìn)行綜述。圖1-2（a）為ZDDP反應(yīng)膜的的AFM形貌圖像；（b）線AB位置的剖面高度曲線[17]Figure1-2(A)istheAFMtopographyimageoftheZDDPreactionfilm;(b)theprofileheightcurveatlineAB

8圖1-3ZDDP墊狀小片的結(jié)構(gòu)示意圖[5]Figure1-3SchematicdiagramofthestructureoftheZDDPpad因?yàn)閆DDP摩擦反應(yīng)膜具有明顯的物質(zhì)分層現(xiàn)象，所以研究其成膜過(guò)程對(duì)研究成膜機(jī)理意義重大。對(duì)于ZDDP的成膜過(guò)程，AbdelDorgham等[47]的研究表明，在形成富含磷酸鹽的保護(hù)膜之前，ZDDP的分解是通過(guò)形成中間的硫化鋅和硫酸鹽物質(zhì)進(jìn)行的，可以將其與摩擦鋼表面上的氧化鐵機(jī)械混合�；旌系难趸�?qū)涌梢园l(fā)揮不同的重要作用，包括將隨后形成的磷酸鹽層與金屬表面粘合在一起。這些層主要由最初為短鏈的硫代磷酸鋅組成，這是由于表面上金屬氧化物的濃度過(guò)高而形成的。隨著后續(xù)層中氧化物濃度的降低，短鏈開(kāi)始聚合成更長(zhǎng)的鏈。聚合過(guò)程遵循具有兩個(gè)不同相的一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。第一個(gè)階段是靠近鋼表面的快速瞬變破裂階段，而第二個(gè)階段則主導(dǎo)了遠(yuǎn)離基底的層的形成過(guò)程，其特征是動(dòng)力學(xué)緩慢。圖1-4為ZDDP的成膜過(guò)程示意圖：圖1-4ZDDP的成膜過(guò)程示意圖[25]Figure1-4SchematicofZDDPfilmformationprocess

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]納米粒子在摩擦學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 夏延秋,喬玉林.  沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2002(04)
[2]納米金剛石顆粒對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油摩擦學(xué)特性的影響[J]. 張家璽,劉琨,胡獻(xiàn)國(guó).  摩擦學(xué)學(xué)報(bào). 2002(01)



本文編號(hào)：3309854