Page 72 - 摩擦学学报2025年第5期

706 摩擦学学报（中英文） 第 45 卷

(a) (b) 10
1
Y
0
Solution −10
∆f/Hz −20 2
YS-20 film
−30
O YS-20-PAO10
Quartz oscillator X −40 YS-20-DIOS
YS-20-PEG400
0 500 1 000 1 500 2 000 2 500
Time/s
(c) (d)
YS-20-PAO10
16 YS-20-DIOS 6 450
YS-20-PEG400
12 400

∆D/10 −6 8 Film thickness/nm 4 Quality of adsorption/(ng/cm 2 )

4 2 350

0 300
0
0 500 1 000 1 500 2 000 2 500 PEG400 PAO10 DIOS
Time/s Base oil
Fig. 4 (a) Schematic of quartz oscillator surface covered with YS-20 film coating; Adsorption behavior of PAO10, DIOS and
PEG400 on the YS-20 surface over time: (b) variation of adsorption frequency (1-passing of 2% specimen; 2-passing of xylene);
(c) variation of energy dissipation factor; (d) adsorption film thickness and adsorption mass
图 4 (a)石英振子表面覆盖YS-20薄膜涂层示意图；PAO10、DIOS和PEG400在YS-20表面的吸附行为：(b)吸附频率变化情况
(1-通质量分数为2%的试样；2-通二甲苯)；(c)能量耗散变化情况；(d)吸附膜厚和吸附质量

为探究浸渍3种不同极性基础油的PPI对载荷和温度 速率最快. 黏度一般且极性最大的PEG400紧随其后，
的响应行为，将微量油红分别加入3种基础油混合进 而黏度最大且极性最小的PAO10释放速率最慢(即使
行标记，如图5(a)所示，通过对固定尺寸(10 mm×10 mm× 110 ℃时与PEG400接近). 不同极性基础油在PPI表面
4 mm)的含油样品经过施加不同的载荷2.5、5、10、20、 的回吸现象也表现出了类似的规律，即回吸速率排序
40和100 N (赫兹接触压力范围为0.64~4.03 MPa)和不 依次为DIOS>PEG400>PAO10.

同温度30、50、70、90和110 ℃，统计其在滤纸表面的 2.4 含不同结构基础油的PPI的摩擦学性能表征
析出面积大小，得出不同的刺激响应行为(每个条件 和润滑机理分析
停留15 min)，结果如图5(b)和(c)所示. 可以发现通过 基于多孔含油材料的润滑机理，为进一步探究基
施加一定的载荷或温度时，储存在PPI内部的3种基础 础油极性对多孔含油材料润滑性能的影响，分别采用
油均可以释放而迁移到滤纸表面，形成局部的显色区 定载变速和定速变载2种方式进行摩擦学性能表征.
域，表明3种基础油在PPI内部均具有压力和温度响应 如图6(a)所示，定载变速条件下(同样也是摩擦热积
特性. 随着外部施加载荷或温度的增大，基础油在滤 累的过程)，由“Stribeck”曲线可知，随着速度的逐渐
纸表面形成的油斑逐渐增大，颜色也逐渐变深，证明 降低，润滑状态由混合区逐渐转向边界区，摩擦系数
其释放量也在逐渐增大，体现出明显的温度与压力同 也经过短暂的跑合之后，逐渐由平稳向波动变化. 由
步响应行为. 此外，如图5(d)所示，不同时间段PPI表面基 于3种基础油的黏度不同，其达到的润滑状态条件也
础油吸附现象也间接证明了多孔材料对润滑油的回 有所差别. 相同工况下，黏度较低的基础油更易达到
吸和储存能力，随着时间的延长，这一现象变得更加 边界润滑区域(η PAO10 >η PEG400 >η DIOS )，所以DIOS最先
明显. 除此之外，通过比较PPI对不同基础油的刺激响 出现摩擦系数的增大和波动，其次是PEG400，最后是
应和回吸行为，可以看出浸渍黏度较低、极性较弱基 PAO10. 此外，发现黏度较低、极性较大的PEG400和
础油DIOS的PPI受到外部载荷和温度刺激时，响应 DIOS起初摩擦系数较小，当线速度小于0.1 m/s时，DIOS