Page 9 - 摩擦学学报2025年第10期

1406 摩擦学学报（中英文） 第 45 卷

2.1.2 摩擦频率对摩擦磨损性能的影响 犁沟. 当放大2 000倍后，相比PAO10表面，3种1%PILs-
选定1%PILs-PAO10油样，在不同摩擦频率(1、2、 PAO10油样磨损表面犁沟较浅且更加光滑. 而3种
4 Hz)下试验得出平均摩擦系数和对应磨损量，探究在 1%PILs-PAO10油样的磨损表面相比，N P磨损表面最
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不同频率下阳离子结构对离子液体摩擦性能的影响， 光滑且犁沟数量最少，随着碳链数量的增加，磨损表
结果如图6所示. 由图6(a)可以看出在不同摩擦频率 面逐渐粗糙且犁沟数量增加，这与摩擦系数和磨损量

下，PAO10的平均摩擦系数最高，而离子液体的加入 的结果一致(图5).
均降低了平均摩擦系数和磨损量，在4 Hz时，1%PILs- 为了探究其润滑机理，对磨损表面进行了EDS元
PAO10油样的摩擦系数最低，且在不同的摩擦频率下摩 素分析，在测试前将试块放入石油醚中进行超声震荡
擦系数的排序均为PAO10 > N P > N P > N P，图6(b) 1 h，去除表面吸附物质以保证结果的准确性，结果如
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1
2
可见磨损量排序与之对应，由此进一步推测阳离子上 图8所示，从图8可以看出，PAO10润滑后的磨损表面
碳链数目越少，减摩抗磨性能越好. 没有检测到N和P元素，而加入离子液体后的磨损表面
2.2 磨损表面分析 均检测到较多的N、P和O元素，而Fe元素减少，推测离
根据摩擦磨损的试验结果，用SEM扫描电子显微 子液体中的活性元素与金属基底发生了摩擦化学反
镜观察PAO10和3种1%PILs-PAO10油样在80 N和4 Hz 应，形成摩擦化学反应膜(简作摩擦膜)，这一层摩擦膜
下摩擦后的磨损表面，如图7所示. 由图7可见，在150 减少了基底的磨损，这是发挥减摩抗磨效果的主要机
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放大倍率下PAO10的磨损表面可以看到明显的犁沟 制 . 另外，通过3种PILs-PAO10油样磨损表面元素对
和磨屑，而加入离子液体后划痕变浅，无明显磨屑和 比发现，伯仲叔铵离子液体的N含量不同，说明阳离

0.13 7

(a) 1 Hz 6 (b) PAO10 1%N 1 P
Average friction coefficient 0.11 Wear volume/(10 −3 mm 3 ) 5 4 3
0.12
2 Hz
1%N 3 P
1%N 2 P
Load: 80 N
4 Hz
0.10
0.09
0.08
Load: 80 N 2 1
0.07 0
PAO10 N 1 P N 2 P N 3 P 1 Hz 2 Hz 4 Hz
Fig. 6 Average friction coefficients and corresponding wear volume of PAO10 and three
1%PILs-PAO10 oil samples at different friction frequencies
图 6 PAO10和3种1%PILs-PAO10油样在不同摩擦频率下的平均摩擦系数和对应的磨损量

(a) (b) (c) (d)

100 μm 100 μm 100 μm 100 μm

(e) (f) (g) (h)

8 μm 8 μm 8 μm 8 μm

Fig. 7 SEM surface morphology photographs of PAO10 and three 1%PILs-PAO10 oil samples
after friction wear tests: (a) PAO10; (b) 1%N 1 P; (c) 1%N 2 P; (d) 1%N 3 P
图 7 PAO10和3种1%PILs-PAO10油样摩擦磨损试验后的SEM表面形貌照片: (a) PAO10; (b) 1%N 1 P; (c) 1%N 2 P; (d) 1%N 3 P