Page 7 - 摩擦学学报2025年第10期

1404 摩擦学学报（中英文） 第 45 卷

伯铵盐磷酸离子液体(N P)为例，不同质量分数的编号 行试验.
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简记作0.5%N P、1%N P、3%N P和5%N P. 图2所示 试验前，用石油醚对钢球和钢块进行清洁. 试验
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为试验样品在刚配置完和在室温下静置不同时间的 完成后用石油醚对磨损表面进行超声清洗，然后用日
照片对比. 发现除5%N P有沉淀析出外其他样品无明 本KEYENCE公司的VK-X1050共聚焦激光显微镜测
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显沉淀物，故试验开始前需对5%N P进行震荡使其充 得其磨损体积. 采用JSM-560LV扫描电子显微镜(SEM)
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分溶解. 观察下盘磨损痕的表面形貌，并且用Kevex能量色散
1.3 理化性质表征 X射线光谱仪(EDS)和X射线光电子能谱(XPS)对表面
采用LVDV-Ⅲ运动黏度仪，测得基础油及添加不 化学反应产物的组成进行分析.
同质量分数离子液体的润滑剂在室温下的运动黏度， 1.5 成膜性能测量试验
结果列于表1中. 由表1可见，加入离子液体后润滑剂 采用点接触光干涉油膜厚度测量试验台，工作原
的黏度和密度大小排序均为N P > N P > N P，N P加入 理如图3所示. 接触副为球-盘接触. 上盘为加镀铬膜的
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基础油后润滑剂黏度变化轻微，而N P和N P加入后黏 K9玻璃盘，其直径为150 mm，表面粗糙度R =20 nm；
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度下降，这可能同氢键强度相关 . 对于同一种离子 下球材料为GCr15轴承钢，其直径为25.4 mm，表面粗
液体，不同质量分数对润滑剂黏度和密度的影响较小. 糙度R =14 nm，试验温度控制在22±1 ℃，湿度保持在
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40% RH±2% RH. 选择离子液体添加剂质量分数1%，
表 1 PAO10及不同浓度PILs-PAO10油样在 考虑载荷(40 N和80 N)和供油量(充分供油0.5 mL和限
室温下的润滑油特性
Table 1 Lubricating oil characteristics of PAO10 and 量供油5 μL)的影响. 卷吸速度u 为球-盘纯滚动条件
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PILs-PAO10 oil samples with different concentrations at 下100~500 mm/s范围内. 每次试验前需用石油醚和无
room temperature
水乙醇对玻璃盘和钢球进行清洗，并用氮气吹干待用.
Dynamic viscosity @ Density @ 22℃, Refractive
Lubricants
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22℃, η/(mPa·s ) ρ/(g/cm ) index, n
CCD
PAO10 128.6 0.83 1.459 7
0.5%N 1 P 126.3 0.83 1.459 6
1.0%N 1 P 129.3 0.83 1.459 5
3.0%N 1 P 128.2 0.83 1.459 3 Load
5.0%N 1 P 135.4 0.84 1.459 2 Glass disc Oil
0.5%N 2 P 125.5 0.82 1.459 6
1.0%N 2 P 125.6 0.82 1.459 3
Steel ball
3.0%N 2 P 126.4 0.82 1.459 6
5.0%N 2 P 133.2 0.84 1.459 3
0.5%N 3 P 121.7 0.81 1.459 1 Motor
1.0%N 3 P 123.1 0.81 1.459 3
3.0%N 3 P 122.6 0.81 1.459 7
Fig. 3 Working principle diagram of lubricating
5.0%N 3 P 127.9 0.83 1.459 2
film forming test rig

图 3 润滑成膜试验台工作原理图
折射率会影响光干涉测量的油膜厚度，使用WYA-
2WAJ单目阿贝折射仪测量不同油样的折射率，结果 1.6 接触角测量试验
列于表1中，从表1中发现不同油样的折射率无明显差 通过浸泡法对试样表面进行预处理，试验前将
别，这说明弹流润滑试验的结果不受折射率影响. 30 mm×30 mm×10 mm的镀铬玻璃块放入石油醚中超
1.4 摩擦磨损试验 声震荡1 h，取出后用氮气吹干，然后置于N P-PAO10
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通过UMT-TriboLab型多功能摩擦磨损试验机进 油样中浸泡12 h，取出后用正庚烷冲洗表面油液，用
行往复球盘式摩擦试验，接触方式为球面点接触，上试 氮气吹干，而后用接触角测量仪分别测量预处理前后
球为直径9.525 mm的GCr15轴承钢球，下试块为30 mm× 在玻璃表面上的接触角.
30 mm的GCr15钢块. 试验条件：直线往复行程为6.0 mm， 1.7 吸附膜表征试验
平均摩擦时间为1 200 s，室温，供油量为5 μL (可完全 选择4块4 mm×4 mm×2 mm的GCr15钢块，对钢块
覆盖接触区). 考虑添加剂浓度(质量分数为0.5%、 表面进行预处理：试验前，将钢块放入石油醚和无水
1.0%、3.0%和5.0%)和摩擦频率(1、2、4 Hz)的影响进 乙醇中进行超声震荡1 h，取出后用氮气吹干，而后将