Page 76 - 《摩擦学学报》2020年第3期

342 摩 擦 学 学 报 第 40 卷

表 1 不同样品热失重温度 明添加DOSS-1和DOSS-4后，不影响2号复合锂基润滑
Table 1 Thermogravimetric temperature of the samples 脂在高温下使用.

Thermogravimetric temperature/℃ 2.3 摩擦学性能
Sample
10%Loss 20%Loss 50%Loss
图3(a)所示为不同质量分数的DOSS-1-G、DOSS-
Pure G 293.43 334.52 410.71
1% DOSS-1-G 309.19 349.28 419.75 4-G和2号复合锂基润滑脂在温度120 ℃、载荷200 N
3% DOSS-1-G 302.71 344.56 417.23 条件下的摩擦系数曲线，由摩擦系数曲线可知，所有
5% DOSS-1-G 297.62 335.51 430.48
添加功能化咪唑离子液体的2号复合锂基润滑脂在
1% DOSS-4-G 298.07 335.71 419.35
3% DOSS-4-G 306.72 350.29 421.79 120 ℃时的摩擦系数均低于2号复合锂基润滑脂的摩
5% DOSS-4-G 302.38 347.21 422.83 擦系数. 当功能化咪唑离子液体添加质量分数在3%的
时候，摩擦系数趋于稳定，约0.1左右. 这是由于在温度
100 较高时，随着添加量的增加，离子液体更容易发生摩
擦化学反应而生成化学反应润滑膜，并且其在摩擦过
80
程中形成的润滑保护膜牢固性大幅度提高，因而使该
Weight loss/% 40 0% 2号复合锂基润滑脂的减摩性能显著提升.
60
图3(b)为试验结束后下试样钢块的磨损量图. 由
1% DOSS-1-G
3% DOSS-1-G
5% DOSS-1-G
1% DOSS-4-G 图3(b)可清楚看出添加功能化咪唑离子液体的2号复
20
3% DOSS-4-G 合锂基润滑脂的磨损体积明显小于2号复合锂基润滑
5% DOSS-4-G
0 脂，显示出优异的抗磨性能. 随着功能化咪唑离子液
100 200 300 400 500 600
Temperature/℃ 体中碳链链长的增加，在相同的添加量下，不仅其摩

擦系数降低，而且磨损体积更小. 这是由于离子液体
Fig. 2 TG curves of functionalized imidazolium ionic liquid
grease and blank grease. 分子中的N、S活性元素在摩擦过程中与基底发生了摩
图 2 功能化咪唑离子液体润滑脂和复合润滑脂的TG曲线 擦化学反应，形成了具有减摩及抗磨特性的摩擦化学
反应边界润滑膜，而且随着离子液体碳链的增加，形
2.2.2 锂基润滑脂的理化性能
成这种边界润滑膜的趋势增加，减摩抗磨性能增强.
根 据 国 家 标 准 GB/T 269-1991和 GB/T 3498-
2.4 磨斑表面形貌
2008分别测得2号复合锂基润滑脂和添加不同质量分
利用光学表面轮廓仪和扫描电子显微镜对磨斑
数功能化离子液体的2号复合锂基润滑脂的滴点和锥
表面形貌进行分析，结果如图4~5所示. 从图4可见，加
入度. 表2列出了2号复合锂基润滑脂和分别添加不同
入功能化咪唑离子液体后，相比2号复合锂基润滑脂，
质量分数功能化咪唑离子液体的2号复合锂基润滑脂
其磨斑的深度和宽度均明显减小. 对于加入DOSS-1-
的滴点和锥入度. 由表2可知，添加DOSS-1和DOSS-
G和DOSS-4-G的2号复合锂基润滑脂，随着离子液体
4后，2号复合锂基润滑脂的锥入度略有所增加，表明
添加量的增加，磨斑明显变小，且在相同的添加质量
功能化咪唑离子液体的加入对2号复合锂基润滑脂的
分数下，DOSS-4-G对应的磨斑深度和宽度明显低于
胶体结构影响较小. 随着添加剂质量分数的增加，2号
DOSS-1-G.
复合锂基润滑脂的滴点有所下降，但均大于280 ℃，表
图5所示为相应的扫描电镜照片. 图5(a)为2号复
表 2 各样品的锥入度和滴点 合锂基润滑脂润滑后的磨斑表面形貌，其表面粗糙，
Table 2 Penetration (1/4) (0.1 mm) and dropping point/℃ 出现了较多的平行犁沟和划痕，说明刮擦磨损严重；
of the samples
图5(b)和图5(e)分别为添加质量分数1% DOSS-1-G和

Sample Penetration(1/4) (0.1 mm) Dropping point/℃
1%DOSS-4-G的2号复合锂基润滑脂润滑后的磨斑表
Pure G 219 295
1% DOSS-1-G 223 291 面形貌，相较于图5(a)，两者的犁沟数量减少，并且图5(e)
3% DOSS-1-G 227 288 的磨痕宽度明显低于图5(b)；如图5(c、f)所示，当离子
5% DOSS-1-G 231 283
液体添加质量分数达到3%时，磨斑明显变轻且表面
1% DOSS-4-G 227 286
3% DOSS-4-G 233 285 变得光滑，说明摩擦过程中的刮擦现象明显减少，2号
5% DOSS-4-G 234 281
复合锂基润滑脂的减摩抗磨性能得到极大改善；如图5(d)