离子液体和ZDDP的摩擦学性能及协同效应研究-表面技术.PDF

表面技术 第47 卷 第 6 期 ·122 · SURFACE TECHNOLOGY 2018 年6 月 离子液体和 ZDDP 的摩擦学性能及协同效应研究 1,2 1 1 杨淑燕 ，张东 ，郭峰 （1.青岛理工大学 机械工程学院，山东 青岛 266520； 2.中国科学院兰州化学物理研究所 固体润滑国家重点实验室，兰州 730000） 摘 要：目的研究离子液体和ZDDP 添加剂的摩擦学性能以及协同作用机制，以降低ZDDP 在工业润滑油 中的用量或开发新添加剂。方法 选用聚α烯烃（PAO-4 和PAO-8 ）为基础油，二烷基二硫代磷酸锌（ZDDP ） 和季膦盐油酸离子液体（Ionic Liquid ，IL ）为添加剂，在四球试验机上考察了添加剂对基础油摩擦磨损性能 的影响及协同作用机制。采用扫描电子显微镜SEM 和EDS 对磨斑表面进行形貌和化学组分分析，利用表面 粗糙度轮廓仪对磨斑进行了三维扫描并测量了其粗糙度，利用球盘式光干涉测量装置研究了添加剂对成膜 特性的影响。结果 40 ℃时， ZDDP 和IL 复配物的摩擦系数介于ZDDP 和IL 之间。100 ℃时，基础油PAO4 失效，添加ZDDP 和IL 复配物后，其摩擦系数降低至0.085 ，低于单独添加IL 和ZDDP 时的摩擦系数。基 础油PAO8 的摩擦系数约为0.11 ，单独添加IL 与添加ZDDP 和IL 复配物后的摩擦系数非常接近（约为0.09 ）。 SEM 图像显示，在40 ℃和100 ℃时向基础油中添加ZDDP 和IL 复配物，工况下对应的磨斑直径最小，且 表面粗糙度值均小于基础油和基础油中添加ZDDP 。卷吸速度为300 mm/s 和450 mm/s 时，单独添加IL 或 添加ZDDP 和 IL 复配物，可提高润滑油的中心膜厚，有效缓解乏油状况。结论 与基础油相比，尤其是在 高温环境下，ZDDP 和离子液体复配时具有很好的减摩抗磨协同效应；混合润滑条件下，向基础油PAO 中 单独添加IL 或ZDDP 和IL 复配物时，可有效减缓接触区内的乏油状况。 关键词：润滑油；离子液体添加剂；ZDDP ；摩擦学性能；协同效应；成膜特性 中图分类号：TH117.2 文献标识码：A 文章编号：1001-3660(2018)06-0122-09 DOI ：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2018.06.018 Tribological Properties and Synergistic Effect of Ionic Liquids and ZDDP 1,2 1 1 YANG Shu-yan , ZHANG Dong , GUO Feng (1.School of Mechanical Engineering, Qingdao University of Technology, Qingdao 266520, China; 2.State Key Laboratory of Solid Lubrication, Lanzhou Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Sciences, Lanzhou 730000, China) ABSTRACT: The work aims to reduce amount of ZDDP in industrial lubricants or to deve