航空润滑油极压抗磨剂的制备及性能研究

摘要

本课题对含氮硼酸酯(BN)、二烷基二硫代磷酸铜(CuDDP)的抗磨性进行了测试，得出了不同添加剂对润滑油摩擦磨损性能的影响。将制备的添加剂分别分散于20号航空润滑油中，通过实验考察其摩擦性，比较不同添加剂对改善摩擦学性能的优劣。通过多次实验，优化润滑油的最佳配比，确定合成航空润滑油极压抗磨剂的最佳工艺路线及其最佳工艺参数。使用四球摩擦磨损试验机对其进行了极压和长磨试验，分别测试了最大无卡咬负荷和磨斑直径，考察了添加剂在航空20号润滑油中的减摩抗磨性能；用SEM扫描电镜对摩擦后的钢球表面形貌进行分析，根据磨斑直径与磨痕表面形貌衡量润滑油的摩擦学性能。根据测试结果分析得出CuDDP作为航空润滑油添加剂最合适的添加量为5％，BN最合适的添加量为3％，两种单剂的加入都使润滑油的油膜强度与承载能力有了较大的提高，使润滑油的摩擦学性能得到了较大的改善。　　最后，本课题首次尝试将制备的两种单剂进行复配作为航空润滑油添加剂使用，探讨了CuDDP与BN的协同减摩抗磨作用及其协同摩擦化学反应机理；采用SEM分析了磨斑表面形貌和深度分布。结果表明，CuDDP和BN具有优异的协同减摩抗磨作用，最佳添加量为0.4％BN、3％CuDDP。分析其主要原因在于金属铜元素促进了有机硼酸酯的分解及硼的渗透，生成了由Cu、CuO、B2O3、FeS、硫酸盐和磷酸盐等组成的边界润滑膜，形成了铜与硼的渗透层。从中可以得出CuDDP与BN具有协同减摩抗磨作用，复合剂摩擦学性能优于两种单剂。

目录

文摘

英文文摘

哈尔滨工程大学学位论文原创性声明

第1章绪论

1.1概述

1.1.1航空润滑油的润滑性能要求

1.1.2近几年国内外润滑油极压抗磨剂发展情况

1.1.3极压抗磨剂在航空润滑油中的应用与发展趋势

1.2有机硼酸酯添加剂

1.2.1有机硼酸酯种类

1.2.2硼酸酯添加剂国内外研究现状

1.2.3硼酸酯润滑油添加剂的摩擦机理

1.2.4硼酸酯润滑油添加剂研究存在的问题

1.3纳米级粒子添加剂

1.3.1纳米级粒子添加剂国内外研究现状

1.3.2纳米粒子表面修饰

1.3.3纳米润滑油添加剂的摩擦机理

1.3.4有机金属盐的抗磨机理

1.3.5纳米材料作为润滑油添加剂有待解决的问题

1.4课题研究的意义

1.5本论文的主要工作及创新点

第2章有机硼酸酯的制备以及水解性能研究

2.1主要原料及仪器

2.2有机硼酸酯的制备

2.2.1合成工艺流程

2.2.2合成实验操作

2.2.3结果与讨论

2.2.4红外谱图分析

2.3硼酸酯的水解性能研究

2.3.1硼酸酯水解机理的探讨

2.3.2硼酸酯水解稳定性的改善

2.3.3硼酸酯水解稳定性的考察方法

2.3.4红外光谱法考察硼酸酯的水解稳定性的实验

2.4本章小节

第3章油溶性金属铜的制备

3.1试剂与实验设备

3.2硫磷酸的制备

3.2.1硫磷酸的制备方法

3.2.2硫磷酸的红外光谱分析

3.2.3硫磷酸含量测定

3.2.4硫磷酸的合成实验结果及讨论

3.3 HDDP表面修饰和未修饰铜纳米微粒的制备

3.3.1制备方法

3.3.2二烷基二硫代磷酸铜的红外光谱

3.3.3二烷基二硫代磷酸铜的紫外光谱分析

3.4纳米铜粉的表征

3.4.1纳米铜粉的X-衍射结果

3.4.2纳米铜粉TEM检测结果

3.5分散性试验

3.6实验条件的选择

3.7本章小节

第4章添加剂摩擦学性能评定

4.1试验方法及设备

4.1.1润滑性能及其评价的有关方法

4.1.2四球摩擦磨损试验机

4.2试验部分

4.2.1试验前的准备

4.2.2试验条件及操作

4.2.3极压抗磨剂的选择

4.2.4实验结果分析与讨论

4.3本章小节

结论

参考文献

攻读学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢