Page 78 - 《摩擦学学报》2020年第3期

344 摩 擦 学 学 报 第 40 卷

和图5(g)所示，继续增加离子液体的添加质量分数至 行了XPS分析，结果如图6所示. 从图6中可见磨斑中
5%时，摩擦轨迹几乎很难观察到，而且添加量相同 的Fe、O、N和Li元素的峰位和化学态形式基本一致.

时 ， DOSS-4-G对 应 的 磨 斑 深 度 和 宽 度 明 显 小 于 O1s能谱的结合能峰值为529~530、533和531.5~532 eV，
[23]
[22]
DOSS-1-G. O元素主要以金属氧化物 、C-O和C═O 的化学态
2.5 润滑机理 形式存在；N1s能谱的结合能峰值较弱，表明存着含量
为了进一步研究两种功能化咪唑离子液体作为 较低的氮氧化物 . 润滑脂中添加功能化咪唑离子液
[24]
添加剂的减摩抗磨作用机理，对2号复合锂基润滑脂、 体后，在163.1~162.4 eV出现明显的S2p吸收峰，结合
添加质量分数5% DOSS-1-G和5% DOSS-4-G的2号复 Fe2p峰值710.8和724.9 eV，可以推测Fe元素以氧化物
合锂基润滑脂润滑后的磨斑表面元素的化学形态进 和FeS、FeS 的化学态形式存在 [17, 26-27] .
2

0% 0% 0%
5% DOSS-1-G 5% DOSS-1-G 5% DOSS-1-G
5% DOSS-4-G 5% DOSS-4-G 5% DOSS-4-G

300 295 290 285 280 275 545 540 535 530 525 410 405 400 395 380
Binding energy/eV Binding energy/eV Binding energy/eV
(a) C1s (b) O1s (c) N1s
0%
5% DOSS-1-G
5% DOSS-4-G

0%
0%
5% DOSS-1-G
5% DOSS-1-G
5% DOSS-4-G
5% DOSS-4-G
740 730 720 710 700 64 62 60 58 56 54 52 50 175 170 165 160 155
Binding energy/eV Binding energy/eV Binding energy/eV
(d) Fe2p (e) Li1s (f) S2p

Fig. 6 XPS spectra of C1s，O1s，N1s，Fe2p，Li1s and S2p on the worn surfaces lubricated by different samples
图 6 不同样品磨斑中C1s、O1s、N1s、Fe2p、Li1s和S2p的XPS谱图

综上可推测，在摩擦过程中，功能化咪唑离子液 形貌分析，合成的两种功能化咪唑离子液体的添加质
体包含的活性元素与新生的铁表面发生了复杂的摩 量分数为3%时，表现出优异的摩擦学性能.
擦化学反应，形成了1层含有Fe、O、N和S等元素的摩 d. 在相同添加量下，随着咪唑环上侧链的增长，
擦化学反应膜. 这层反应膜的存在有效地阻隔了钢/钢
功能化咪唑离子液体的减摩抗磨性能增强.
摩擦副的直接接触，产生了优异的减摩抗磨性能.
e. 添加功能化离子液体后的2号复合锂基润滑脂
3 结论 的减摩抗磨机理为离子液体与金属表面发生摩擦化
学反应，形成了含N和S元素的润滑膜，在摩擦过程中
a. 合成了两种功能化咪唑离子液体，通过核磁共
发挥了优异的减摩抗磨性能.
振和高分辨率质谱确认了离子液体的结构.
b. 添加两种功能化离子液体对2号复合锂基润滑 参 考 文 献
脂的物理性能几乎没有影响. [ 1 ] Sheldon R A. Green solvents for sustainable organic synthesis: state
c. 通过对不同样品摩擦系数、磨损量和磨斑表面 of the art[J]. Green Chemistry, 2005, 7(5): 267 –278. doi: