Page 22 - 《摩擦学学报》2021年第6期

第 6 期 陈国庆, 等: 一种油溶性季铵盐离子液体作为PAO基础油添加剂的摩擦学研究 807

P 后，相应的磨损体积相比于纯PAO
件下加入N 88816 4 0.40 1 000
PAO 10
P 添加量增加
10明显降低，同时磨损体积随着N 88816 4 0.35 1.0% ZDDP 800
而逐渐降低. 当添加量为2.0%时，磨损体积相比于 0.30 1.0% N 88816 P 4
PAO 10而言，几乎降低了近5/6. 相比于室温润滑，从 0.25 600
图4(e)中可以看出，高温润滑后磨损体积均明显增加， Friction coefficient 0.20 400 Load/N
0.15
但加入离子液体N 88816 4 0.10 0.2% N 88816 P 4 +0.8% ZDDP
P 后，磨损体积相较于纯PAO
10明显降低，同时磨损体积随着N P 含量增加而 0.5% N 88816 P 4 +0.5% ZDDP 200
88816 4
0.05
0.8% N 88816 P 4 +0.2% ZDDP
逐渐降低. 当添加量为2.0%时，磨损体积相比于PAO
0.00 0
1 000
P 在高
10而言，几乎降低了近6/7. 这一结果证明N 88816 4 0 200 Time/s 1 500 2 000
温时同样具有好的减摩抗磨性能.
Fig. 5 Evolution of the friction coefficient with time and load
图4(c)和图4(f)分别为PAO 10、1.0% ZDDP、1% lubricated with PAO 10, 1.0% ZDDP, 1.0% N 88816 P 4 and PAO
P 、 0.2% N
P +0.8% ZDDP、 0.5% N
P +
N 88816 4 88816 4 88816 4 10 compounds with different mass fraction of N 88816 P 4 and
0.5% ZDDP和0.8% N P +0.2% ZDDP在室温和高 ZDDP compound as additives at 25 ℃
88816 4 图 5 PAO 10、1.0% ZDDP、1.0% N 88816 P 4 和不同质量分数
温条件下的摩擦系数. 从图4(c)中可以看出，室温条件
的N 88816 P 4 与ZDDP复配作为PAO 10添加剂时，室温条件下
P 和ZDDP的加入明显改善了PAO 10的咔咬
下N 88816 4 的摩擦系数随时间和载荷的变化曲线
现象. N 88816 4 88816 4
P 和ZDDP添加量均为1%时，加入N
P
的摩擦系数明显较加入ZDDP低且平稳，降到了0.1以 化，导致摩擦表面产生腐蚀和磨损. 通过加速腐蚀试
下. N 88816 4 验，比较了制备样品的腐蚀性能. 将纯铜片(10 mm×
P 与ZDDP复配作为PAO 10添加剂时，PAO
10的摩擦系数随着N 88816 4 10 mm×3 mm)在150 ℃下分别浸没在PAO 10、1.0%
P 质量分数的增加逐渐降低.
P +0.5% ZDDP的润
P 和
从图4(f)中同样可以看出，在高温条件下N 88816 4 ZDDP、1.0% N 88816 4 88816 4
P 、0.5% N
P 添
ZDDP的加入改善了PAO 10的摩擦学性能，N 88816 4 滑油中3 h，取出擦拭干净，观察铜片的腐蚀状态，结
加量为1%的摩擦性能最佳，摩擦系数降到了0.1左右， 果如图6所示.
P 与ZDDP复配作为
表现出优异的减摩特性. N 88816 4 PAO 10中浸泡过后的铜片四周颜色变化较明显，
PAO 10添加剂时，随着N P 质量分数的增加，PAO 在1.0% ZDDP的润滑油中浸泡的铜片表面颜色明显
88816 4
10的摩擦系数逐渐降低且平稳. 变暗，说明ZDDP在高温下具有明显的腐蚀性能. 但经

2.2.2 极压性能测试 P 的润滑
P 以及0.5% ZDDP+0.5% N
1.0% N
88816 4 88816 4
P 、0.2%
图5比较了PAO 10、1.0% ZDDP、1% N 88816 4 油浸泡的铜片，其颜色变化不大，表明腐蚀明显减轻，
P +0.5% ZDDP和
P +0.8% ZDDP、 0.5% N
N 88816 4 88816 4 且离子液体的存在明显抑制了ZDDP对铜片的腐蚀.
P +0.2% ZDDP在连续变载荷条件下的承
0.8% N 88816 4
P 具有比ZDDP更好的耐腐蚀性
以上结果表明，N 88816 4
载性能. 试验温度为25 ℃、载荷梯度为50 N/2min、频
P 能够显著改善ZDDP的腐蚀性能.
能，且N 88816 4

率为25 Hz. 从图5中看出PAO 10仅在加载150 N就润
2.4 室温和高温摩擦后的磨斑表面形貌分析
P 后，PAO 10的承载性能得到
滑失效，加入1% N 88816 4 SEM通常被用于观察下试样摩擦过后的磨斑表
了进一步提升. 加入1% ZDDP后，由于ZDDP中含有大
面形貌，图7展示了用PAO 10和含有不同质量分数N 88816 4
P
量S和P等活性元素，载荷达到了800 N，但从摩擦系数
的PAO 10润滑油复合物分别在室温和高温摩擦磨损
中看出并没有达到最佳的减摩效果. N P 与ZDDP
88816 4
复配作为PAO 10添加剂，在添加剂总量为1.0%的条 测试后磨斑表面形貌的SEM照片. 图7(a)为室温条件
件下，随着ZDDP添加量的增加，承载性能得到了显著 下经PAO 10摩擦后的磨斑表面形貌，存在明显的黏着
P ＋0.8% ZDDP承载性能最佳，并且
提升，0.2% N 88816 4 磨损，磨斑直径较大. 图7(b)、(c)和(d)依次为室温条件
P 摩擦后的磨斑，显然，
由于N 88816 4 下经0.5%、1.0%和2.0% N 88816 4
P 的存在，摩擦系数在加载后期逐渐降低.
P 添加量的增加而明显减
P 部分代替ZDDP的同时减少ZDDP用量
因此在N 88816 4 磨损轨迹的直径随着N 88816 4
的情况下，PAO 10复配物依然表现出优良的承载减摩 小，通过观察磨损轨迹对应的放大照片(右上角插
P 的加入有效抑制了黏
性能. 图)可以清晰地观察到，N 88816 4

2.3 腐蚀测试 着磨损，当N 88816 4
P 添加量增至2.0%时，磨斑表面仅仅
在摩擦过程中，由于润滑剂容易受到污染和氧 出现了少量的黏着磨损痕迹，同时磨损轨迹明显变浅.