Page 9 - 摩擦学学报2025年第4期

第 4 期 胡广浩, 等: 大蒜油功能化炭纳米材料的制备及其摩擦学性能 497

GO-SH@PCN-500后，摩擦系数都保持较低水平，在0.11 变频和变温条件下的润滑性能差异.极压测试采用连
附近平缓变化，此外可以发现改变润滑添加剂的浓度 续变载的方式进行，总体上来看偶联剂KH590改性后

对摩擦系数曲线的影响较小，表明GO-SH@PCN-500 的SH@PCN-500表现出比PCN-500更好的极压性能，
添加剂对500SN基础油的减摩能力提升具有一定的普 抗载能力达到250 N， 如图6(a)所示. 接枝GO后的样品
适性. 图5(b)所示为不同润滑添加剂浓度相应的磨损 GO-SH@PCN-500的抗载能力提高到450 N，主要是由
体积，在500SN为润滑油的情况下得到的磨斑磨损体 于在摩擦过程中逐渐形成含N、Si和S的边界润滑膜.
5
3
积达到2.5×10 μm ，而添加质量分数为1.0%的GO-SH@ 从温度变化的影响上看，添加了改性样品的润滑油表
PCN-500后的润滑油具有最佳的抗磨能力，其相应的 现出更好的温度稳定性，如图6(b)所示，基础油500SN
3
5
磨损体积降低到0.13×10 μm . 其优异的摩擦学性能 和添加PCN-500后的油样在50 ℃前均保持较低的摩
很大程度上是由于摩擦过程中氮、硅和硫协同作用，并 擦系数，然而温度升高后，由于润滑油的黏度降低，摩
在摩擦副表面形成连续稳定的摩擦保护膜. 然后对空 擦过程中生成的保护膜破裂失效，摩擦系数突然升高
白的500SN和添加相同浓度PCN-500、SH@PCN-500 到0.20附近，随后由于润滑形式由边界润滑转化为混
和GO-SH@PCN-500的500SN的摩擦学性能进行横向 合润滑，摩擦系数逐步下降，最终维持在0.15附近. 经
对比. 从横向测试结果对比来看，经过偶联剂改性后 过偶联剂改性后的样品则有效地将失效温度提高到
的样品保持着较低的摩擦系数，接枝GO后则表现出 60 ℃. GO接枝后的样品则进一步提高了润滑油的耐
更低的摩擦系数及磨损体积，相对于500SN，摩擦系 高温性能，在90 ℃前均有良好的润滑表现，摩擦系数
5
数从0.18降低到0.11，其相应的磨损体积从2.5×10 μm 3 缓慢上升，在0.11附近波动，表明N、Si和S协同作用产
5
3
降低到0.13×10 μm ，降低幅度达95%，如图5(c~d)所示. 生的边界润滑膜在摩擦过程中具有很好的热稳定
随后，评价了500SN、含质量分数1.0% PCN-500、 性. 图6(c)所示为变频测试结果，表明经过偶联剂改性
SH@PCN-500和 GO-SH@PCN-500的 500SN在 变 载 、 后的样品抗变频性能提升并不明显，而GO的接枝则

0.60 (a) 500 (b) 130

0.55 500SN 450 0.24 500SN 120
PCN-500
0.50 PCN-500 400 0.22 SH@PCN-500 110
GO-SH@PCN-500
SH@PCN-500
Friction coefficient 0.40 300 Load/N Friction coefficient 0.18 90 Temperature/℃
0.45
0.20
100
350
GO-SH@PCN-500
0.35
250
80
0.16
0.30
200
70
0.25
0.20 150 0.14 60
0.12
100
50
0.15 50 0.10 40
0.10 0 0.08 30
0 500 1 000 1 500 2 000 2 500 3 000 0 360 720 1 080 1 440 1 800 2 160 2 520
Time/s Time/s
0.28 60
0.26 (c) 500SN 55
PCN-500
0.24 SH@PCN-500 50
45
GO-SH@PCN-500
Friction coefficient 0.20 35 Frequency/Hz
0.22
40
0.18
30
25
0.16
0.14
15
0.12 20
10
0.10 5
0.08 0
0 360 720 1 080 1 440 1 800 2 160 2 520 2 880
Time/s
Fig. 6 Friction coefficient versus time curves of lubricants with mass fraction 1.0% PCN-500, SH@PCN-500 and GO-SH@PCN-
500 under (a) different loads, (b) different temperatures and (c) different frequencies
图 6 500SN、含质量分数1.0% PCN-500、SH@PCN-500和GO-SH@PCN-500的500SN摩擦学性能的比较：
(a)极压性能；(b)变温对摩擦性能的影响；(c)变频对摩擦性能的影响