潤滑油潤滑油自修復(fù)添加劑的研究現(xiàn)狀及設(shè)想張繼輝。陳需解放軍后勤工程學(xué)院軍事油料應(yīng)用工程系，重慶40，16摩擦作用可以實(shí)現(xiàn)磨損部件的自修復(fù)，并提出向潤滑油中添加幾種軟金屬微粒通過摩擦作用實(shí)現(xiàn)合金化達(dá)到自修復(fù)效果的設(shè)想。

　　前言1957年此14按照磨損機(jī)理將磨損分為4大基本類型，即粘著磨損磨料磨損面疲勞磨損和腐蝕磨損，這些磨損使機(jī)械部件的摩擦面出現(xiàn)裂紋犁溝麻點(diǎn)等缺陷，是造成機(jī)械零件失效的主要原因。為了減少磨損，可通過以下途徑實(shí)現(xiàn)減少或控制造成磨損的條件；提高摩擦副的耐磨性能；在磨損過程中形成新的補(bǔ)償層彌補(bǔ)磨損。

　　在摩擦過程中，由于磨損的產(chǎn)生和抗磨作用的實(shí)現(xiàn)均是在摩擦系統(tǒng)中自然發(fā)生的，因此把具有以上作用的摩擦學(xué)系統(tǒng)稱之為自修復(fù)系統(tǒng)，具有以上作用的潤滑添加劑稱為自修復(fù)添加劑。

　　據(jù)估計。在全界工業(yè)部門前所使用能源中，大約有13最終以各種形式消耗在摩擦上。而摩擦造成磨損的損失是驚人的，在失效的機(jī)械零件中，大約有8是由于各種形式的磨損造成的。據(jù)美國1977年估計。磨損造成的損失相當(dāng)于國民經(jīng)濟(jì)的12，即2000億美元。而自修復(fù)添加劑的作用就是旦摩擦副面由于磨損出現(xiàn)裂紋掣溝麻點(diǎn)等缺陷，就滲鍍到摩擦面的微損傷微裂紋處，實(shí)現(xiàn)原位動態(tài)自修復(fù)，達(dá)到延長機(jī)械裝備使用壽命和節(jié)約材料降低成本的目的，因此開展?jié)櫥妥孕迯?fù)添加劑的研宄具有重要經(jīng)濟(jì)意義；另外自修復(fù)添加劑應(yīng)用于軍事裝備汽車坦克裝甲車輛艦船的發(fā)動機(jī)齒輪軸承等運(yùn)動部件上可以修復(fù)摩擦部件在正常工況下的微磨損以及在戰(zhàn)時苛刻工況下的劇烈磨損，從而保證軍事裝備的正常工作，因此開展此項(xiàng)研宄還具有重要的軍事意義。

　　1潤滑油自修復(fù)添加劑的研究現(xiàn)狀后勤工程學(xué)院軍事油料應(yīng)用工程系對潤滑油自修夂添加劑的研究作了許多作，主要有合成含硼氮硅鋁銅錫鉍稀土等元素事潤滑油及潤滑油添加劑的研究。

　　發(fā)現(xiàn)原子半徑小的元素能滲入金屬面，特征和效果化學(xué)熱處。相似；碳化瘁碳化砘等陶瓷類物質(zhì)沉積在摩擦面；銅錫鉍等具有滲鍍作用；稀土元素有催滲作用；構(gòu)筑原位摩擦化學(xué)處理理論；提出并驗(yàn)證對零件面實(shí)施在線強(qiáng)化新技術(shù)。

　　豆立新龔華棟等人〃研，了分散在潤滑油中微粒對摩擦界面有滲鍍和改性作用，從技術(shù)參數(shù)角度講，涉及到界面的粗糙度，界面間隙，微粒的形狀粒度數(shù)量和分散程度，還涉及到外加的載荷及環(huán)境條件；并且根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果設(shè)想軟金屬微粒的修復(fù)模式有機(jī)械模式和化學(xué)模式。喬玉林徐濱士12則在不同條件不同接觸形勢下考察了納米銅自修復(fù)添加劑的摩擦學(xué)性能，試驗(yàn)結(jié)果明納米銅潤滑劑有優(yōu)良的抗磨減摩性能，其修復(fù)性能試驗(yàn)后出現(xiàn)負(fù)，iRjalSPtIUfiJi6Minvoot！jf塊摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上考察了納米銅的潤滑性能，試驗(yàn)結(jié)果同樣明納米銅添加劑有優(yōu)良的抗磨減摩性能。歐忠文徐濱士等人1總結(jié)了摩擦自適應(yīng)摩擦成膜0修復(fù)原位序擦化學(xué)1修復(fù)3種自修復(fù)原理，并根據(jù)自修復(fù)原理提出納米潤滑材料的自修復(fù)設(shè)計構(gòu)思。理論上他們認(rèn)為納米潤滑材料有軟修復(fù)作用和硬修復(fù)作用。軟修復(fù)作用通過2條途徑實(shí)現(xiàn)1納米粒子在摩擦對偶相互接觸時起軸承作用；2納米潤滑材料可填平面微坑和損傷部位，在面形成層較原來平。整更光滑的可，大嘩，對偶的實(shí)1；小接觸只減少壓應(yīng)的軟攸復(fù)1.軟修復(fù)可考慮通過添加納米82138界32等實(shí)現(xiàn)。硬修復(fù)作用的實(shí)現(xiàn)則是利用摩擦過程中產(chǎn)生的細(xì)微金屬磨粒的還原作用將無機(jī)納米化合物還原為微晶單質(zhì)，在局部尚溫作用下，微晶單質(zhì)再與細(xì)微磨粒在磨損面形成共熔合金硬修筻上從而起到利用摩擦修復(fù)磨損的作用。目前些屬金屬合金和金屬硫化物類納米微粒可在某種程度上體現(xiàn)多種自修復(fù)作用機(jī)制。俄羅斯也在開展?jié)櫥图{米自修復(fù)添加劑的研究，期望能夠解決航寧航天材料的磨損問。

　　綜所述，軟金屬微粒納米潤滑材料有明從的抗磨減摩自修復(fù)功能，但是對于修復(fù)添加劑與材料及修工藝參數(shù)的確定時機(jī)條件方法和修夂劑加劑與其它添加劑之間的配伍，采用添加2種或2種以上的多組元納米復(fù)合添加劑修復(fù)磨損面等問2軟金屬微粒潤滑添加劑合金化實(shí)現(xiàn)自修復(fù)設(shè)想般具有而心立晶格結(jié)構(gòu)的軟金屬幾自修復(fù)性能，由于其品體具各1撲軟金屬幾粘度流體相似的潤滑為，如，低摩控速度的鉛膜具有自行修補(bǔ)性。面心立方晶格的另個優(yōu)點(diǎn)是沒有低溫脆性，它們在低溫環(huán)境中也不會喪失潤滑性能，因此，軟金屬潤滑添加劑在摩擦面形成的潤滑膜適用溫度范圍很廣，可以從低溫到定程度的高溫。又由于軟金屬的剪切強(qiáng)度低，在發(fā)生摩擦?xí)r，軟金屬會在對偶材料面形成轉(zhuǎn)移膜，使摩擦發(fā)生在轉(zhuǎn)移膜之間，從而降低摩擦系數(shù)，減少磨損。其剪切強(qiáng)度越低，越容易在軟金屬內(nèi)部產(chǎn)生滑移，因而它具有自修補(bǔ)性。由于軟金屬具有以上結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，可以設(shè)想通過在潤滑油中添加種或幾種軟金屬微粒材料作為添加劑使其在摩擦面形成軟金屈膜或軟金屈介金脫以實(shí)現(xiàn)磨損面的自修從。

　　2.1軟金屬微粒對摩擦界面的作用模式和潤滑修復(fù)機(jī)理分散在潤滑劑中的軟金屬微粒對摩擦界面的作用模式主要有軸承效應(yīng)拋光效應(yīng)冶金效應(yīng)和強(qiáng)化效應(yīng)。

　　軸承效應(yīng)由于軟金屬微粒剪切強(qiáng)度小易被擠壓成薄片狀，從而分隔摩擦面的直接接觸，起到減摩和支撐作用。

　　拋光效應(yīng)軟金屬微粒在摩擦界面力作用，對及阻糙峰戍微凸體實(shí)現(xiàn)有限地切削，使增擦及面接觸趨廠甲穩(wěn)，3冶金效應(yīng)軟金屈微粒在摩擦此微體成粗糙峰強(qiáng)烈碰撞和熱能作用下，參與局部冶金反應(yīng)，改變摩擦及面的物質(zhì)成分，起到面改性作用，強(qiáng)化效應(yīng)金屬血經(jīng)機(jī)械加后，般面組織為氧化層貝爾比層嚴(yán)格變形區(qū)明顯變形區(qū)。這些組織具有明顯的不穩(wěn)定性，在摩擦過程中依靠軟金屬微粒的沖擊和碾壓，釋放加工過程中形成的機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力，起到改善面組織的作用。

　　軟金屬微粒的潤滑修復(fù)機(jī)理是在摩擦的過程中，軟金屬微粒在機(jī)械作用以及物理化學(xué)等作用下向摩擦副轉(zhuǎn)移，在摩擦副上形成轉(zhuǎn)移膜，使摩擦發(fā)生在轉(zhuǎn)移膜之間，實(shí)現(xiàn)磨損面的自修復(fù)。這種現(xiàn)象粘著強(qiáng)度義大干軟金屬的剪切強(qiáng)度某些軟金屬村料，除了剪切強(qiáng)度低，熔點(diǎn)也較低，其面上的微凸體在摩擦過程中瞬時溫度很高，甚至達(dá)到材料的溶，VIfuILMB；iffi`0li！lfiM.；i，1IlWf面達(dá)到瞬時高溫時，材料獲得了潛熱而熔融，熔融的材料所產(chǎn)生的潤滑作用使得摩擦系數(shù)降低。又由于軟金屬的熱傳導(dǎo)作用，摩撩熱會很快散火，整個摩攛金屬微粒摩攛及面合金化1山于硬度戲人廠單軟金屬的硬度，摩擦面的抗磨減摩性能也會得到2.2銅鋁等軟金屬微粒的合金化己有報道對于鋁銅元系，在機(jī)械作用下使其合金化不僅能獲得均勻的組織，而且能導(dǎo)致人1和！之間的固態(tài)相變，研宄明，對從67原子分0混合粉高能球磨，有4形成對，35人1原子分?jǐn)?shù)混合粉高能球磨，人1和，之間發(fā)生互融和固態(tài)反應(yīng)，也形成09人14.張志梅等人1在河，義200實(shí)驗(yàn)機(jī)上考察了粒徑為2030 1的銅粉和錫粉加入陽30潤滑油后的摩擦性能，結(jié)及明該銅粉能提30潤滑油的極壓性能，而將銅粉和錫粉起加入該潤泔油則效果更這可能是納米銅與納米錫在摩擦作用下發(fā)生了化學(xué)結(jié)構(gòu)變化形成種新的合金物質(zhì)，而這種物質(zhì)具有更優(yōu)良的摩擦學(xué)性能。山于納米粒汽有小尺寸效應(yīng)，些金屬納米粒子的溶點(diǎn)遠(yuǎn)低于塊狀金屬，可以考慮用納米級的銅和鋁等軟金屬做添加劑使其在摩擦作用下在磨擬面形成共烙！金，利用摩擦修復(fù)補(bǔ)償磨損，實(shí)現(xiàn)軟金屬微粒潤滑添加劑合金化的自修復(fù)自愈合功能。

　　3結(jié)束語發(fā)生摩擦磨損的原因復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)摩擦磨損自修復(fù)的途徑機(jī)理是多樣的；軟金屬微粒納米潤滑材料稀土元素等單獨(dú)作用于摩擦磨損面有顯著的抗磨減摩自修復(fù)作用；某些不同軟金屬微粒添加劑在摩擦磨損面合金化后的修復(fù)效果好于采用單添加劑的修復(fù)效果；不同軟金屬微粒添加劑之間的配伍性以及軟金屬微粒潤滑添加劑合金化的實(shí)現(xiàn)條件還需試驗(yàn)研究確定。

作者：佚名　　來源：中國潤滑油網(wǎng)