单宁酸作为水基润滑添加剂的摩擦学性能研究

摘要

随着石油资源的枯竭、能源危机、环境污染日积严重，在一些领域中，水基润滑开始逐渐代替油基润滑。由于水基润滑具有价格低廉、储运方便、资源广阔等各方面的优点，是摩擦学领域研究的重要方向。针对目前水基润滑润滑性能差、抗腐蚀性差等缺点，需要在水中添加各种水溶性的添加剂来改善水的摩擦学性能。近年来的研究发现，水溶性高聚物加入到水中不仅可以提高水的粘度，获得较厚的转换膜，而且高聚物分子还可以吸附在金属表面，阻止摩擦副之间的直接接触，所以通过添加水溶性高聚物可以很大程度上提高水的摩擦学性能。另一方面，随着海洋资源的开发和利用，对海水环境下材料的摩擦学性能的研究与探索越来越受到关注。
　　基于此，我们尝试采用大自然普遍存在的单宁酸作为减摩润滑添加剂。针对不同的润滑条件，进行了单宁酸作为水基润滑添加剂的摩擦学性能测试，并对其润滑机理进行了分析，以期待为获得环境友好型水基润滑液提供一定的参考和借鉴。实验取得了一些阶段性成果，通过研究发现：
　　（1）一定浓度的单宁酸水溶液可以在Si3N4不锈钢摩擦副中起到良好的减摩和耐磨作用，但当单宁酸达到一定浓度会加速不锈钢的腐蚀，导致磨损量的增加。其主要原因是单宁酸分子可以吸附在不锈钢表面，形成具有减摩和耐磨作用的化学转换膜。此外研究发现，单宁酸作为水基润滑添加剂，可以在不同载荷和酸、碱环境中起到良好的减摩润滑作用，其中氢离子在单宁酸分子吸附不锈钢表面形成转换膜起到了至关重要的作用。
　　（2）单宁酸水溶液可以在 Si3N4-铝青铜摩擦副中起到良好的减摩和耐磨作用，且随着单宁酸浓度的升高，润滑性能越好。同样， Si3N4球-铝青铜摩擦副中，单宁酸作为水基润滑添加剂，在不同载荷、速度以及在酸碱环境中同样有明显的减摩和耐磨效果。研究发现，是由于单宁酸溶液中的氢离子在单宁酸分子吸附铝青铜表面形成转换膜起到了一定的抑制作用。
　　（3）通过实验室自制海水，模拟海水环境下单宁酸作为水基润滑添加剂分别在Si3N4-不锈钢、Si3N4-铝青铜摩擦副中的摩擦学性能。实验发现，在不同载荷、转速等不同实验条件下单宁酸均能够起到良好的减摩耐磨的效果。

目录

声明

第1章 绪论

1.1摩擦学理论及其发展

1.2润滑

1.3 绿色润滑剂

1.4本文研究意义及内容

第2章 实验方法、原理及实验设备

2.1 润滑液的制备

2.2 基体的处理

2.3 实验仪器及设备

第3章 单宁酸作为水基润滑添加剂在Si3N4-不锈钢摩擦副上摩擦学特性研究

3.1前言

3.2 研究方法与材料

3.3结果与讨论

3.4本章小结

第4章 单宁酸作为水基润滑添加剂在Si3N4-铝青铜摩擦副上摩擦学特性的研究

4.1前言

4.2 研究方法与材料

4.3结果与讨论

4.4本章小结

第5章 单宁酸作为水基润滑添加剂在模拟海洋环境中摩擦学特性的研究

5.1前言

5.2 研究方法与材料

5.3 结果与讨论

5.4 本章小结

结论

参考文献

硕士期间完成的论文及科研工作

致谢