Page 121 - 《摩擦学学报》2020年第5期

676 摩 擦 学 学 报 第 40 卷

一方面归因于随着阳离子链增长，其在摩擦副界面上
100
定向吸附形成有序的物理吸附保护膜更厚有助于承
80 PAO 10 载 [3, 17] ，另一方面，离子液体中的活性元素N、P在摩擦
Weight loss/% 60 L-P 108 过程中可与钢块表面发生复杂的摩擦化学反应，形成
NP-11114
40
NP-11116
有效的边界润滑膜，从而使该NPILs具备优异的抗磨
NP-11118
20
[20]
性能 .
0 2.3.2 作为钢/钢摩擦副的高温润滑剂
−20 图4(a)和图4(b)分别为PAO 10、L-P 108和NPILs
0 100 200 300 400 500
Temperature/℃ 在载荷为300 N、温度为100 ℃下作为钢/钢摩擦副润
滑剂的摩擦系数和试验完成后下试样磨斑的磨损体
Fig. 2 The TG cures of PAO 10，L-P 108 and NPILs
积. 从图4(a)观察到PAO 10在高温状态下的减摩性能
图 2 PAO 10、L-P 108和NPILs的热稳定性
明显变差，但是NPILs在高温依然表现出稳定而优异
2.3 摩擦磨损性能 的减摩性能，且随着阳离子链长的增长，摩擦系数依
2.3.1 作为钢/钢摩擦副的室温润滑剂 次降低. 值得注意是，NPILs在高温状态下的减摩性能
图3(a)和3(b)分别为载荷300 N，室温状态下PAO 10、 要优于L-P 108. 从图4(b)观察到，PAO 10高温润滑后
NP-11114、NP-11116、NP-11118和L-P 108作为钢/钢 相应的磨损体积显著增大，尽管所有NPILs在100 ℃
摩擦副润滑剂的摩擦系数随随时间变化曲线和试验 润滑后的磨损体积轻微高于常温下的磨损体积，但是
结束后各对应下试样钢块的磨损体积. 由图3(a)可知， 相比于PAO 10而言依然表现出优异的抗高温磨损性
相较于PAO 10，L-P 108，NP-11114、NP-11116、NP-11118 能. 原因在于NPILs高温状态下黏度显著下降，使其难
在摩擦试验中均表现出优异的减摩性能，且相应摩擦 以在摩擦界面上形成的稳定的吸附，导致其减摩抗磨
系数始终平稳均在0.1左右，而且随着阳离子烷基链长 性能显著下降. 但无论在室温还是高温，相较于PAO
的增加其摩擦系数表现出轻微的降低. 由图3(b)可知， 10，NPILs均表现出良好的减摩抗磨性能. L-P 108在
相较于PAO 10、NP-11114、NP-11116、NP-11118均表 高温润滑后的磨损体积相较于室温也明显增大，与
现出良好的抗磨性能，磨损体积依次为PAO 10 > NP- NP-11114的高温抗磨性能接近，远远高于NP-11116和
11114 > NP-11116 > L-P 108 > NP-11118，随着阳离子 NP-11118高温润滑后的磨损体积. 结果证明，NPILs的
链长的增长，离子液体的抗磨性能明显提高. 尽管这 高温摩擦学性能随着链长的增加而逐渐提升，明显优
类离子液体的减摩性能比L-P 108差，但是NP-11118 于PAO 10及L-P 108.
的抗磨性能与L-P 108基本相同，暗示这类离子液体虽 2.3.3 极压性能测试
然不包含卤素，但是通过合理的增加链长也能够达到 图5比较了PAO 10，L-P 108及NPILs作为钢/钢摩
与传统咪唑离子液体相近的减摩抗磨性能. 这一规律 擦副的润滑剂在连续变载荷条件下的摩擦学性能，试

0.5 2.5
(a) PAO 10 (b) PAO 10
0.4 L-P 108 2.0 L-P 108
NP-11114
Friction coefficient 0.2 NP-11118 Wear volume/(10 −3 mm 3 ) 1.5 NP-11116
NP-11114
0.3
NP-11116
NP-11118
1.0
0.5
0.1

0.0 0.0
0 300 600 900 1 200 1 500 1 800
Time/s
Fig. 3 Evolution of the (a) friction coefficient and (b) wear volume losses of the steel disks lubricated by NPILs as lubricant at RT，
PAO 10 and L-P 108 as reference lubricants (RT，load = 300 N)
图 3 (a) NPILs，PAO 10和L-P 108作为钢/钢摩擦副的润滑剂的摩擦系数，(b)试验完成后下试样磨斑的磨损体积
(实验条件：室温，载荷=300 N)