ZIF-8/ZDDP作为润滑脂添加剂的摩擦学性能
发布时间：2021-07-06 02:10
在锂基润滑脂中分别添加了ZIF-8、ZDDP以及ZIF-8与ZDDP复配剂（ZIF-8/ZDDP）,采用SRV往复摩擦磨损试验机和四球摩擦磨损试验机研究了上述3种添加剂在钢/钢摩擦副下对锂基润滑脂摩擦磨损性能的影响。采用3D光学轮廓仪、扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱仪（XPS）和X射线能谱仪（EDS）分析了摩擦副磨损表面的形貌、化学状态和元素含量。结果表明,ZIF-8/ZDDP复配添加剂能够显著提高锂基润滑脂的抗磨性能和承载力。摩擦过程中,ZIF-8颗粒黏附在摩擦副表面形成物理保护膜,并与ZDDP生成的化学反应膜协同互补,表现出优良的复配增效性。
【文章来源】：石油学报(石油加工). 2020,36(04)北大核心EICSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
ZIF-8的XRD谱和SEM照片
ZIF-8/ZDDP脂润滑机理示意图
表3 不同载荷下ZIF-8脂、ZDDP脂和ZIF-8/ZDDP脂钢盘的体积磨损量Table 3 The wear volume of the disks lubricated by thegrease containing ZIF-8, ZDDP and ZIF-8/ZDDPadditives under different applied loads Sample Wear volume×104/mm3 200 N 500 N 600 N Lithium grease 15.60 - - Lithium grease+5.0%ZIF-8 7.88 14.30 21.00 Lithium grease+1.0%ZDDP 2.77 26.33 - Lithium grease+5.0%ZIF-8/1.0%ZDDP 2.65 5.81 6.19 SRV tester; Frequency 50 Hz; Stroke 1 mm; Duration 60 min; Temperature 80 ℃图3为钢盘磨损表面的3D形貌照片。由图3可见,载荷200 N时,ZIF-8脂钢盘的磨损表面有可见的划痕,而ZDDP脂和ZIF-8/ZDDP脂钢盘的磨损痕迹非常细微;在载荷500 N时,ZIF-8脂和ZDDP脂钢盘的表面都分布有明显的划痕,ZIF-8/ZDDP 脂钢盘的磨损面为规则形状,划痕少且非常浅,与表3结果相一致。从结果分析可以看出,3种添加剂ZIF-8、ZDDP和ZIF-8/ZDDP都可以改善锂基润滑脂的抗磨性能,在低载荷下,ZDDP脂和ZIF-8/ZDDP脂的抗磨性能好于ZIF-8脂;在高载荷下,ZIF-8脂和ZIF-8/ZDDP脂的抗磨性能好于ZDDP脂。可能的原因是:在低载荷时,ZDDP在摩擦副表面形成的化学反应膜比ZIF-8的物理保护膜的抗磨效果好,因此,ZDDP脂的抗磨性能好于ZIF-8脂,ZIF-8/ZDDP脂中含有ZDDP,故ZIF-8/ZDDP脂的抗磨性能好于单独的ZIF-8脂。当载荷升高后,对于ZDDP脂,高频往复运动造成ZDDP化学反应膜的磨损速率高于其生成速率,以致摩擦副表面出现严重磨损直至卡咬;对于ZIF-8脂来说,在高载荷往复运动下,柔性的ZIF-8颗粒仍能够黏附在钢盘表面,及时填充到磨损的凹表面,阻止了摩擦副的直接接触,维持了摩擦副的正常运行;对于ZIF-8/ZDDP脂来说,在摩擦副表面同时存在ZDDP化学反应膜和ZIF-8物理膜,一方面ZDDP在摩擦副表面形成化学反应膜,另一方面ZIF-8颗粒黏附在钢盘凹凸表面,不仅起到了上下摩擦副间的支撑作用,而且在往复运动中,会存在部分ZIF-8物理膜黏附在ZDDP化学反应膜上,在一定程度上保护了部分ZDDP化学反应膜,使得ZIF-8/ZDDP脂在3种脂中抗磨效果最好。
【参考文献】：
期刊论文
[1]ZDDP润滑下表面纳米化316L不锈钢的摩擦学性能[J]. 王艳艳,岳文,佘丁顺,付志强,黄海鹏,刘家浚. 石油学报(石油加工). 2016(02)
[2]含纳微米硼酸盐及二烷基二硫代磷酸锌液体石蜡润滑下钢-钢体系的摩擦磨损性能研究[J]. 乔玉林,徐滨士,马世宁,刘维民. 摩擦学学报. 2003(01)
本文编号：3267305
【文章来源】：石油学报(石油加工). 2020,36(04)北大核心EICSCD
【文章页数】：10 页
【部分图文】：
ZIF-8的XRD谱和SEM照片
ZIF-8/ZDDP脂润滑机理示意图
表3 不同载荷下ZIF-8脂、ZDDP脂和ZIF-8/ZDDP脂钢盘的体积磨损量Table 3 The wear volume of the disks lubricated by thegrease containing ZIF-8, ZDDP and ZIF-8/ZDDPadditives under different applied loads Sample Wear volume×104/mm3 200 N 500 N 600 N Lithium grease 15.60 - - Lithium grease+5.0%ZIF-8 7.88 14.30 21.00 Lithium grease+1.0%ZDDP 2.77 26.33 - Lithium grease+5.0%ZIF-8/1.0%ZDDP 2.65 5.81 6.19 SRV tester; Frequency 50 Hz; Stroke 1 mm; Duration 60 min; Temperature 80 ℃图3为钢盘磨损表面的3D形貌照片。由图3可见,载荷200 N时,ZIF-8脂钢盘的磨损表面有可见的划痕,而ZDDP脂和ZIF-8/ZDDP脂钢盘的磨损痕迹非常细微;在载荷500 N时,ZIF-8脂和ZDDP脂钢盘的表面都分布有明显的划痕,ZIF-8/ZDDP 脂钢盘的磨损面为规则形状,划痕少且非常浅,与表3结果相一致。从结果分析可以看出,3种添加剂ZIF-8、ZDDP和ZIF-8/ZDDP都可以改善锂基润滑脂的抗磨性能,在低载荷下,ZDDP脂和ZIF-8/ZDDP脂的抗磨性能好于ZIF-8脂;在高载荷下,ZIF-8脂和ZIF-8/ZDDP脂的抗磨性能好于ZDDP脂。可能的原因是:在低载荷时,ZDDP在摩擦副表面形成的化学反应膜比ZIF-8的物理保护膜的抗磨效果好,因此,ZDDP脂的抗磨性能好于ZIF-8脂,ZIF-8/ZDDP脂中含有ZDDP,故ZIF-8/ZDDP脂的抗磨性能好于单独的ZIF-8脂。当载荷升高后,对于ZDDP脂,高频往复运动造成ZDDP化学反应膜的磨损速率高于其生成速率,以致摩擦副表面出现严重磨损直至卡咬;对于ZIF-8脂来说,在高载荷往复运动下,柔性的ZIF-8颗粒仍能够黏附在钢盘表面,及时填充到磨损的凹表面,阻止了摩擦副的直接接触,维持了摩擦副的正常运行;对于ZIF-8/ZDDP脂来说,在摩擦副表面同时存在ZDDP化学反应膜和ZIF-8物理膜,一方面ZDDP在摩擦副表面形成化学反应膜,另一方面ZIF-8颗粒黏附在钢盘凹凸表面,不仅起到了上下摩擦副间的支撑作用,而且在往复运动中,会存在部分ZIF-8物理膜黏附在ZDDP化学反应膜上,在一定程度上保护了部分ZDDP化学反应膜,使得ZIF-8/ZDDP脂在3种脂中抗磨效果最好。
【参考文献】：
期刊论文
[1]ZDDP润滑下表面纳米化316L不锈钢的摩擦学性能[J]. 王艳艳,岳文,佘丁顺,付志强,黄海鹏,刘家浚. 石油学报(石油加工). 2016(02)
[2]含纳微米硼酸盐及二烷基二硫代磷酸锌液体石蜡润滑下钢-钢体系的摩擦磨损性能研究[J]. 乔玉林,徐滨士,马世宁,刘维民. 摩擦学学报. 2003(01)
本文编号：3267305
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