PDF《添加稻壳基陶瓷颗粒改善液体石蜡润滑特性》

2 h,自然冷却,获取的颗粒利用立式 方形行星式球磨机(型号:XQM-2,长沙天创粉末技术 有限公司)球磨

30 min 后,获得细化颗粒即为稻壳基陶 瓷颗粒,其颗粒平均尺寸约为

10 μm, RHC 的形貌和组分 见参考文献[25]. 按照如下的比例[26] 配制总质量均为

30 g 的液体石蜡油样:1 号样,含2%(质量分数)Sp-80;

2 号样中含 2% Sp-80 和0.01%(质量分数)RHC;

3 号样 含2% Sp-80 和0.03% RHC;

4 号样含 2% Sp-80 和0.05% RHC,每组试样在磁力搅拌下搅拌

2 h 以便 RHC 颗粒均 匀分散,摩擦试验前,再利用超声波清洗器(型号: JP-010S,厦门立本电子有限公司)超声分散

20 min,尽 量减小试验误差. 1.2 分析方法 模拟发动机启动及高速运转下润滑油的温度,选择

25、75 和100 ℃为试验温度.在微机控制四球摩擦磨损 试验机(型号为:MRS-10D,济南益华摩擦学测试技术 有限公司)上,利用带有温控的模具控制试验温度,研 究不同添加量(0.01%、0.03%和0.05%)的稻壳基陶瓷 颗粒对液体石蜡减摩和抗磨性能的影响,详细的四球机 摩擦副见参考文献[26].试验条件为载荷

200 N,转速

1450 r/min,时间

30 min,每组试验测试

3 次,取其平均 值.摩擦系数按照如下的公式计算,反映 RHC 对液体石 蜡减摩性的影响[26] ;

=

2 M PR ? 式中,μ 为摩擦系数;

M 为摩擦力矩,N・m;

P 为法向载 荷,N;

R 为钢球半径(6.35 mm) 利用摩擦试验机附带的光学显微镜观察试验后的下 试样

3 个钢球的磨痕,测量出磨斑直径,计算出平均值, 反映 RHC 对液体石蜡抗磨性能的影响. 利用扫面电子显微镜附带能谱(scanning electronic microscopy/energy dispersive spectrometer,SEM/EDS,型号:SU8020,日本日立公司)对摩擦后上试样钢球表面 磨痕区域进行形貌、 元素种类和含量分析, 进而判断 RHC 颗粒所引起的摩擦形式. 利用 X 射线光电子能谱仪(X-ray photoelectron spectroscopy, XPS, 型号: ESCALAB250Xi, 美国 Thermo 公司)对上试样钢球磨痕区域的元素化合价态进行定性 定量分析[27-29] ,判断钢球表面摩擦膜的组成,进而揭示 RHC 颗粒的摩擦磨损机制.

2 结果与分析 2.1 RHC 对液体石蜡减摩性的影响 图1为不同油样和温度下,摩擦系数随时间的变化. 图1不同油样和温度下摩擦系数的变化 Fig.1 Variation of friction coefficients of different oil samples and test temperatures 图1a 为25 ℃的摩擦系数曲线, 添加质量分数为 2% Sp-80 和不同量的 RHC 颗粒的油样,摩擦系数均高于纯 液体石蜡,低温下添加剂引起液体石蜡减摩性变差,主 要原因归于稻壳基陶瓷颗粒的磨粒磨损作用或由于磨粒 阻碍润滑油进入摩擦副界面导致贫油磨损的发生[30] .当 温度升高到

75 ℃,各油样的摩擦系数变化不大(见图 1b) ,说明

75 ℃下添加剂的引入对润滑油减摩性的影响 很小. 当温度升高到

100 ℃时, 添加质量分数为 2% Sp-80 的液........