隨著人們對環(huán)境問題的日益重視,發(fā)展對環(huán)境無害可生物降解的潤滑油引起了國內(nèi)外學(xué)者的重視。目前公認(rèn)的潤滑劑的生物降解過程有三種,分別是酯的水解、長碳鏈氫化合物的-氧化和芳烴氧化開環(huán)。本文選擇公認(rèn)的降解性能最好的合成酯作為基礎(chǔ)油,松樹科和農(nóng)作物兩類植物中植物葉片表面蠟質(zhì)層的提取物作為添加劑,通過氣質(zhì)聯(lián)用儀(GC-MS)對提取的添加劑進(jìn)行成分分析,選用高速往復(fù)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)考察添加劑對鋼-鋁、鋼-鋼和鋼-銅摩擦副下的摩擦磨損性能,用尼康光學(xué)顯微鏡(Nikon-LV150N)觀察磨痕表面形貌,為了更好的得出摩擦表面的潤滑機(jī)理,利用飛行質(zhì)譜(SIMS)對磨痕表面進(jìn)行離子成分分析,得出結(jié)論如下:1)提取了小麥、玉米和高粱三種農(nóng)作物植物和紅松、落葉松、樟子松、云杉松科葉表蠟質(zhì),幾種植物葉表蠟質(zhì)作為潤滑油添加劑均起到了一定的減摩抗磨作用。在鋼-鋁摩擦副下,幾種植物葉表蠟質(zhì)起到的潤滑性能最優(yōu),減摩性能提高50%左右;兩種云杉和小麥葉表蠟質(zhì)抗磨性最優(yōu);在鋼-鋼摩擦副下,各種植物表現(xiàn)出的摩擦學(xué)性能有一定的差別,其中松樹科的減摩抗磨性優(yōu)異;在鋼-銅摩擦副下,幾種植物葉表蠟質(zhì)起到了一定的減摩性,但起到的抗磨性較差。2)通過氣質(zhì)聯(lián)用(GC-MS)對松樹科植物表面蠟質(zhì)成分的分析得出,夏季采集的實(shí)驗(yàn)樣本樟子松葉表蠟質(zhì)成分較為復(fù)雜,主要含量為酯類(47%)和醇類(17%),其它種類松樹樣本均為秋季采集,葉表蠟質(zhì)成分較為單一,主要成分含量為醇類(50%左右)和烷類(15%左右)。通過飛行質(zhì)譜分析(SIMS)可以觀察到磨痕表面陰陽離子濃度的變化,發(fā)現(xiàn)表面的自由離子(Al+;Fe+)的數(shù)量減少了三倍,長鏈烴類物質(zhì)減少,短鏈烴類物質(zhì)濃度增加。結(jié)合氣質(zhì)聯(lián)用(GC-MS)對蠟質(zhì)成分的分析和飛行質(zhì)譜(SIMS)對磨痕表面的成分分析,可以得出植物葉表蠟質(zhì)作為添加劑時(shí)起到減摩抗磨的潤滑機(jī)理是蠟質(zhì)成分中的極性物質(zhì)與金屬表面分子形成吸附膜或反應(yīng)膜,從而起到了減摩抗磨的作用,但由于不同植物葉表蠟質(zhì)所含成分濃度有很多大的區(qū)別,因此起到的效果也有一定的差別。3)通過ANSYS分析軟件對摩擦磨損過程進(jìn)行仿真,仿真過程包括隨時(shí)間變化產(chǎn)生的磨損量,并仿真分析了磨損表面的應(yīng)力及應(yīng)變,通過公式建立了磨損體積的分析模型,結(jié)合有限元的分析結(jié)果可以使我們更好的了解磨損機(jī)理。
【學(xué)位單位】：華北電力大學(xué)(北京)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TE624.82
【部分圖文】：

的作用加工中都存在著摩擦，人們通過潤滑的方式降低機(jī)械運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的提高機(jī)械的使用壽命。一般的潤滑是在摩擦副之間加入潤滑劑，生干摩擦轉(zhuǎn)換成潤滑劑分子內(nèi)的摩擦，從而達(dá)到減少摩擦，延長機(jī)的目的[1-2]。用于減少運(yùn)動(dòng)部件表面的摩擦（其作用基本原理如圖 1-1 所示），還具有密封、冷卻、清洗雜質(zhì)、防腐、防銹、功率傳送等作用。發(fā)中，一些摩擦部位因得不到適當(dāng)?shù)臐櫥�，會產(chǎn)生干摩擦。實(shí)踐證明量的熱量，只要很短的時(shí)間就可以使金屬熔化，導(dǎo)致機(jī)件損壞甚至機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中的摩擦部位給予良好的潤滑是發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作的必摩擦部位周圍，會在摩擦表面形成一層油膜，起到減少摩擦機(jī)件，因此在機(jī)械行業(yè)甚至其它很多存在摩擦的領(lǐng)域中都對潤滑油有著

華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文朝著縮小體積、增大功率、提高效率、減輕重量求工業(yè)潤滑油也應(yīng)具有更高的品質(zhì)。在新的研究品的性能，滿足機(jī)械裝備的性能要求，降低產(chǎn)品使用的潤滑劑多為礦物潤滑劑和含活性元素的添性和生物降解性不能夠滿足環(huán)保要求,對生態(tài)環(huán)]。例如 2009 年馬達(dá)加斯加海域貨輪沉沒導(dǎo)致的潤亡，海岸邊到處可見魚的尸體。為此環(huán)境專家擔(dān)污染問題可能會危及水藻的生存。如圖 1-2 所示可見的水域環(huán)境污染問題。目前，國外很多國家境友好潤滑油給予了高度重視，同時(shí)制定了對應(yīng)用[7]。因此無毒、可生物降解的綠色潤滑劑成為 2

c)金屬加工用油 d)齒輪用油圖 1-3 現(xiàn)代機(jī)械加工使用潤滑油示例植物油是使用最早的“綠色”潤滑油，約公元前 1650 年就已經(jīng)開始使用，較好的潤滑性能，且具有粘度指數(shù)高，無毒無害和可生物降解性，而且可但是植物油穩(wěn)定性較差，因其生物降解性能和易氧化性能，會發(fā)生貯存過敗現(xiàn)象，形成的酸性物質(zhì)使金屬表面腐蝕(圖 1-4)。因此很多研究學(xué)者分別改性和尋找一種適合于植物油的環(huán)境友好型添加劑兩方面進(jìn)行研究[11-14]。油是通過有機(jī)酸與醇在催化劑的作用下通過酯化發(fā)生脫水反應(yīng)而獲得的官能團(tuán)組成的一種有機(jī)化合物。酯類合成油的這種特殊分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使其的高低溫性能、熱氧化安定性、粘溫性能、低揮發(fā)性、潤滑性等優(yōu)點(diǎn)，在中有著廣泛的應(yīng)用；除此之外，酯類油還具有較好的生物降解性能、原材等優(yōu)勢[15]。

【相似文獻(xiàn)】

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1 徐建生;夏會芳;周紅星;;納米銅作潤滑油添加劑的摩擦學(xué)特性及機(jī)理研究[J];中國水運(yùn)(理論版);2007年12期

2 徐歡;李澤W

本文編號：2831608