Page 15 - 摩擦学学报2025年第10期

1412 摩擦学学报（中英文） 第 45 卷

滑油受到离子液体阴离子对界面的吸附而在表面形 散液滴现象，测量了表面接触角α，发现在未经过预处
成吸附膜，从而延迟了润滑轨道上的油耗，更易得到 理的玻璃表面上加入N P离子液体前后接触角相差不
1
润滑剂补充 ，从而缓解乏油，而当速度增加，油膜受 大，如图16(a)所示，而在经浸泡法预处理后玻璃表面
[54]
[55]
到剪切破坏 ，乏油加重，使得离子液体缓解乏油的 上的接触角明显增加，如图16(b)所示，这说明离子液
效果降低. 体的加入确实改变了表面的润湿性.
在润滑性能测试中观察到1个现象，如图15所示， 利用AFM对预处理后的钢块表面进行观察，结果
如图17所示，可以看到与PAO10浸泡后的表面形貌相
用PAO10基础油时，油层在轨道上呈现典型的双侧脊
比，PILs-PAO10油样浸泡后的表面高度明显增加，这
薄油层分布(Side-ridge-type)，而加入离子液体后，油
说明离子液体添加剂在基底表面形成1层吸附膜. 与
层呈离散液滴分布(Discrete droplet-type). 这是由于离
PAO10相比，N P-PAO10表面高度增加约85 nm，N P-
2
1
子液体因其本身的极性能够在接触副表面形成1层吸
PAO10和N P-PAO10的表面高度分别增加约78 nm和
附膜，这层吸附膜降低了表面能，使得离子液体油液 3
75 nm，这说明阳离子碳链数目越少，钢块表面形成的
呈现离散分布.
吸附膜越厚.
为了解释离子液体加入后润滑轨道上形成的离
综上所述，当充分供油时，润滑油处于弹流润滑
阶段，此时存在稳定油膜，故添加离子液体后对油膜

PAO10 厚度影响不大 ，而在限量供油时，润滑油受到剪切
[55]
Lube Side-ridge-type 阻力的影响不能及时回流导致接触区出现乏油，而含
tracks
有离子液体的油样能在摩擦表面形成吸附层，降低表
Lubricating fluids
面能，因此回流阻力减小，可以及时补充润滑剂 ，从
[56]
Lubricating oil droplets
Steel 而缓解了乏油. 另外在离散液滴分布较双侧脊连续分
ball 布能在接触区入口较早的形成流体动压膜，形成的油
Glass disc PILs-PAO10 [57]
Discrete droplet-type 膜厚度较高 . 这也解释了在充分供油时膜厚无明显
变化，而在限量供油时乏油状态明显改善，膜厚增加.
同时，无论在充分供油还是限量供油条件下，N P离子
Fig. 15 Oil distribution diagram after PAO10 and PILs- 1
液体的加入在较低卷吸速度下对油膜都有增厚效果，
PAO10 oil sample tests
图 15 PAO10和PILs-PAO10油样试验后的油液分布示意图 相较于另外2种离子液体具有更好的润滑性能，进而

PAO10 α=18.8° N 1 P-PAO10 α=19.2°

(a) Before pretreatment

PAO10 α=37.1° N 1 P-PAO10 α=54.0°

(b) After pretreatment

Fig. 16 Contact angle test results of the glass surface before and after pretreatment, 3 μL
图 16 预处理前后玻璃表面接触角测试结果，3 μL