以生物油为研究对象,利用乳化技术对生物油进行提质改性,在发动机缸套-活塞环摩擦磨损试验机上考察了提质前后生物油的摩擦学性能.利用表面轮廓仪,扫描电镜与X-射线光电子能谱仪表征了发动机缸套摩擦表面的微观形貌及化学元素状态,探讨了相关的摩擦磨损机理.结果表明小球藻生物油比稻壳生物油对缸套-活塞环具有更好的减摩抗磨性能;通过乳化提质方法,可以快速提升生物油的性能;生物油的减摩润滑作用归因于油品中的有机物在缸套表面吸附、摩擦挤压及摩擦沉积形成润滑油膜,局部摩擦熔融形成的"微滚珠",以及在摩擦表面生成的Fe2O3及FeOOH氧化膜.此外,小球藻生物油能在摩擦副表面形成含N有机保护膜,这是其具有更好摩擦学性能的重要原因.

在分析内燃机缸套和活塞环摩擦副的运行环境和运行机制的基础上 ,针对内燃机频繁出现的缸套和活塞环摩擦副擦伤现象 ,研制出了 2种内燃机磨合油 ,在四球摩擦磨损试验机上评价了其磨合效果 ,采用扫描电子显微镜对磨合表面进行了形貌观察 ,并通过热分析考察了其热稳定性和热氧化安定性 .结果表明 ,在物理化学指标符合内燃机油的前提条件下 ,所研制的 2种磨合油的承载和抗磨能力较高 ,经其磨合后的缸套 -活塞环表面光滑 ,磨合效果良好 .两种磨合油的热稳定性和热氧化安定性亦较高 。

本工作重点研究了混合/流体润滑状态下原位离子液体添加剂的摩擦学性能,选用聚乙二醇（PEG-400）作基础油,将双（三氟甲基磺酰）亚胺锂盐（LiTFSI）溶解在PEG中原位合成离子液体.利用微型牵引力试验机测量在室温、60和80℃以及不同滑滚比下摩擦系数随卷吸速度的变化,研究离子液体添加剂的有效性以及离子液体添加剂对PEG流变行为的影响.本研究中将为深入研究离子液体的润滑机理提供一种新的研究手段,对于指导设计新型离子液体润滑材料具有较为重要的意义.

利用具有不同形貌和孔道结构的纳米介孔Si O_2作为添加剂,制备了含纳米介孔Si O_2的锂基润滑脂,采用Anton-paar NHT3纳米压痕测试仪和Anton-paar MCR302旋转流变仪考察了纳米介孔Si O_2形貌、孔道结构以及质量分数对锂基润滑脂摩擦学性能和流变学性能的影响.结果表明：球状的纳米介孔Si O_2添加剂能更有效降低锂基润滑脂的摩擦系数,增强锂基润滑脂的骨架稳定性,改善锂基润滑脂触变性,提高润滑脂的抗剪切能力以及热稳定性能.在中低剪切速率下对流变试验数据进行拟合,提出了基于纳米介孔Si O_2添加剂温度和质量分数参数的润滑脂改进型流变模型.

采用原位表面修饰和溶胶-凝胶法制备了十八烷基三甲氧基硅烷（OTMS）修饰的油溶性BaSO_4@SiO_2-OTMS纳米微粒;利用透射电子显微镜、X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪分析了产物的形貌及结构,采用热分析仪评价了其热稳定性,用往复摩擦磨损试验机和六速旋转黏度计研究了产物对油基钻井液润滑性能及流变性能的影响.结果表明：所制备的Ba SO_4@Si O_2纳米微粒由直径为30 nm的Ba SO_4内核和厚约8 nm的Si O_2外壳组成,经OTMS修饰后,Ba SO_4@Si O_2-OTMS纳米微粒在液体石蜡中具有良好的分散稳定性.与此同时,Ba SO_4@Si O_2-OTMS纳米微粒作为添加剂可以降低油基钻井液的流动阻力,减轻钻头磨损,提高钻井速度.当添加剂浓度较低时,随着添加剂含量的增加,油基钻井液的黏度降低;当添加剂质量分数为0.8%时,钻井液的黏度以及钢球-页岩摩擦副的摩擦系数和页岩磨痕宽度最小.

聚合物互穿网络（IPNs）,结构可调且设计性强,是制备具有阻尼减振效果兼具海水润滑特性复合材料的一种有效选择.本研究中设计合成了一系列组成成分不同的基于聚四氢呋喃二元醇（PTMG）-聚氨酯（PU）/聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的互穿网络结构（IPNs）,并系统研究了PU/PMMA IPNs在海水润滑条件下的摩擦学性能及其阻尼性能.结果表明：随着PU含量的增加,其摩擦系数和磨损率均显著降低,当PU与PMMA的组成比例为60/40时,复合材料的摩擦系数降低至0.15,质量磨损率0.10%;同时材料的阻尼因子从0.77降至0.24,有效阻尼温域从40℃降至25℃,阻尼性能呈下降趋势.

以酚醛树脂（PF）、碳纳米管（CNTs）和泡沫铜（Cu）为原料,在反应釜内经无压浸渗和加压固化技术,制得一种新型PF/CNTs-Cu复合材料.在CSM摩擦磨损仪上,对不同CNTs含量的PF/CNTs-Cu复合材料进行了载流摩擦磨损测试.结果表明：未经CNTs改性的PF/Cu复合材料,摩擦系数和磨损率均最大,摩擦表面存在大量的犁沟痕迹,表现为典型的磨粒磨损.经CNTs改性后的PF/CNTs-Cu复合材料,载流摩擦磨损性能获得较大程度的改善.当CNTs质量分数在0.25%-1.0%范围内时,随着CNTs含量的增加,摩擦系数和磨损率逐渐减小,并在质量分数为1.0%时达到最小值.摩擦磨损机制则由最初的磨粒磨损逐渐转变为黏着磨损.当CNTs达到1.5%时,由于CNTs的团聚作用,导致复合材料的摩擦磨损性能急剧下降,摩擦磨损机制转变为磨粒磨损和黏着磨损共同作用形式.

针对半髋置换的磨损问题，采用天然关节软骨与髋关节陶瓷材料在往复运动试验机上进行摩擦学试验研究．将关节材料测试领域常见的往复运动方式变为往复旋转运动方式以更加接近仿生．研究中还对摩擦时间、负载、速度和润滑的影响进行了研究，对材料形貌进行观测和分析．结果表明：随着载荷的增大摩擦系数相应减小，随着载荷从10N增至22N，软骨与陶瓷球头之间的摩擦系数从0．068降至0．049．随着速度增大摩擦系数增大，载荷为10N时，速度从10mm／s增至20mm／s时，配副摩擦系数从0．068增至0．093．经过长时间试验，往复旋转运动方式下关节软骨表面出现磨损．透明质酸溶液作为润滑剂可以有效降低摩擦．试验后软骨表面粗糙度有小幅度增大，磨损形式是磨粒磨损和表面疲劳磨损两种方式．

为实现稻壳资源的综合利用，本文作者以稻壳粉为原料，酚醛树脂为粘结剂，石墨和二硫化钼为固体润滑剂，制备出稻壳基陶瓷复合材料，并研究其摩擦学性能，为稻壳基陶瓷材料在滑动轴承和电机电刷领域的应用奠定基础．在可控氛围微型摩擦磨损试验仪上，研究了不同载荷和转速下，石墨和二硫化钼对稻壳基陶瓷颗粒复合材料的摩擦学行为的影响．结果表明：添加质量分数10％石墨（或二硫化铝）于稻壳基材料中，材料的抗磨和减摩性能均得到明显的改善．在一定的载荷和速度下，添加石墨的稻壳基陶瓷复合材料的摩擦学性能优于添加二硫化钼稻壳基陶瓷复合材料．其中，石墨复合材料容易在低载荷（或转速）下，形成致密的摩擦膜起到一定的抗磨减摩功效；而二硫化钼的复合材料摩擦过程容易形成磨屑，致使材料表面形成微坑，使得抗磨性...

为了研究高温氧化处理前后Inconel 718高温合金摩擦学性能的差异,对Inconel 718高温合金在1 000℃大气环境下进行高温热处理,并进行25-800℃宽温域摩擦试验.利用扫描电子显微镜、三维轮廓仪、X射线衍射仪对Inconel 718高温合金的表面形貌、磨痕形貌、物相组成和结构进行分析.Inconel 718高温合金经热处理后物相组成发生了明显变化,晶化程度提高.在表面形成了类网状凸起结构,其组成主要为Cr2Ti7O17和Cr2O3混合相,这是由于高温热处理使Inconel 718高温合金的Ti和Cr元素沿晶界发生了扩散,至表面后与大气中的氧反应,生成Cr2Ti7O17和Cr2O3混合相.高温氧化后的Inconel 718高温合金摩擦系数和磨损率与未处理时相比有所降低,磨痕形貌有了明显变化,将这种变化归功于类网状凸起结构的减摩抗磨作用和其组成相中Cr2Ti7O17的润滑作用.