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固体润滑剂对磁流变液摩擦性能的影响
发布时间:2019-08-28        浏览次数:73        返回列表
 固体润滑剂对磁流变液摩擦性能的影响+胡志德S晏华S王雪梅S唐锐2,张平2,杨健健1(1.后勤工程学院化学与材料工程系,重庆401311;。重庆材料研究院,重庆400707)磨损为含SOz触变剂磁流变液摩擦系数随时间的变化曲线。由(a)可知,不含润滑剂的磁流变液摩擦系数随时间的变化曲线波动幅度较大,摩擦系数在0.50.3z间呈“锯齿状”波动。这可能是因为在摩擦过程中,硅油在摩擦表面形成的润滑油膜很容易被磁流变液中的羰基铁颗粒破坏所致。从(b)可知,加有氮化硼的磁流变液摩擦系数变化较大,且明显高于MRF4和MRF5.从(c)可以看出,加有聚四氟乙烯的磁流变液摩擦系数在0. 250.3之间变化,摩擦系数曲线的变化趋势与无润滑剂时相同。

  从(d)、(e)可以看出,加有石墨和MoSz的硅油基磁流变液,随着摩擦的进行摩擦系数呈减小的趋势,润滑性能显著提高,但加有石墨的磁流变液的摩擦系数曲线波动幅度比加有MoSz的要大。

  基于Si02的含不同润滑剂的磁流变液摩擦系数随时间变化曲线乙烯是高分子化合物。石墨中每一层的碳原子以很强的共价键组合成网状平面大分子,层与层之间靠很弱的范德华力结合,因此,当受外力作用时,很容易出现层与层之间的剪切。与石墨不同的是皿3;!具有夹层结构。MoSz层状结构是Mo和S通过共价键结合在起的六方晶系结构,每一个MSz分子层均是由上下两个S原子层和中间的Mo原子层组成,每个分子层的S原子与M原子之间的结合力很强,在两个夹层结构相邻的S原子层之间仅有分子间的作用力,因而当分子受到很小的剪切力时沿分子层很容易断裂形徵哲降赵链一Is世运厌埋铟ST蛔饫O撇。筚狸味泷1鹰运届靶展迳画1栗厌埋铟S届葚=RoISsIra1-S蛔赳龆哲Y写运届靶展迳画芍- stss届葚=RT蛔3-WS:寒。0卜令鹰X尤瞄踺ir-KK-,而且高岭土可能粘结在摩擦副的表面,使固体润滑剂难以在摩擦副表面发生层与层之间的滑移作用,从而降低固体润滑剂的减摩效果。

  3.3固体润滑剂在矿物油型基础油体系中的适应性在润滑剂的筛选中,常通过摩擦性能的比较,衡量添加剂与基础组分的适应性好坏,确定添加剂的润滑效果。在设计磁流变液配方时,常选用不同种类的基础油来达到磁流变液对零场粘度值的要求。本文配制了5种以矿物油为基础油的磁流变液,目的在于考察固体润滑剂在矿物油磁流变液体系中的适应性,以便于衡量固体润滑剂在矿物油基磁流变液中的减摩效果。

  表3给出了以矿物油为基础油的5种磁流变液的配方及平均摩擦系数。从表3可以看出,加入润滑剂后磁流变液的平均摩擦系数均减小。其中含MS2的磁流变液的润滑性能最好,相对MRF11,摩擦系数减小了17.8%.聚四氟乙烯的润滑性能次之,减小了17.5%.其次为石墨,减小了10.9%.表明在以矿物油为基础油的磁流变液中,4种固体润滑剂的加入均能提高磁流变液的润滑性能。与以Si2为触变剂的硅油基磁流变液相比,氮化硼和聚四氟乙烯在矿物油磁流变液体系中能显著发挥减摩作用,MS2和石墨的减摩效果变弱。4种固体润滑剂中M0S2的减摩效果最好。

  表3含Si2的矿物油基磁流变液试样的组成及平均摩擦系数序号悬浮液基础油触变剂润滑剂平均摩擦系数矿物油氮化硼矿物油石墨矿物油聚四氟乙矿物油所示为含Si2的矿物油体系磁流变液的摩擦系数随时间的变化曲线。由(a)可知,不含润滑剂的矿物油磁流变液在整个摩擦过程中摩擦系数均位于°1以上,且摩擦系数随时间的变化曲线波动较小。

  由(b)(e)可以看出,加入润滑剂后,矿物油基磁流变液的摩擦系数随时间的变化趋势与未加润滑剂时保持一致,摩擦系数均稳定在°1附近。这与矿物油自身的润滑性能有关。矿物油本身就具有较好的润滑作用,在摩擦过程中的摩擦系数比较稳定。

  基于Si2的矿物油体系磁流变液的摩擦系数随时间的变化曲线与含Si2触变剂的硅油基磁流变液相比,氮化硼和聚四氟乙烯在矿物油基磁流变液体系中起到的减摩作用明显,石墨和MS2的减摩效果略有降低。在不同的基础油磁流变液体系中固体润滑剂的减摩效果的差异和固体润滑剂与基础油的适应性有关,其摩擦机理还待进一步研究。

  4结论实验条件下,固体润滑剂能有效地改善磁流变液的润滑性能。在硅油基磁流变液体系中,无机层状结构类固体润滑剂的减摩性能要好于高分子化合物类固体润滑剂,其中MS2在无机层状固体润滑剂中的减摩效果最佳,氮化硼在实验条件下的减摩效果最差。

  固体润滑剂与含S2磁流变液体系的配伍性较好。它们在含Si2触变剂的磁流变液体系中的减摩作用比在含有高岭土的磁流变液中的作用明显。

  与在硅油磁流变液体系中的减摩效果相比,高分子化合物类固体润滑剂在矿物油磁流变液体系中的润滑作用明显,无机层状结构固体润滑剂的润滑作用减弱,而氮化硼的减摩效果增强。

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