多硫化物在矿物油和双酯中的摩擦学特性和作用机理研究

摘要

四球机系统地研究了它们作为单剂以及复配后在矿物基础油（MO）中的摩擦学性能，并与常用的二烷基二硫代磷酸锌（ZDDP）的性能进行了对比；同时还考察了它们作为单剂在可生物降解基础油——双酯（DE）中的摩擦学性能；揭示了多硫化物的分子结构和摩擦学特性之间的相关性规律。使用XPS和SEM来分析摩擦副磨斑的元素化学状态和磨斑表面的微观形貌。同时借助中科院高能物理所的同步加速器的XANES表面分析技术来得到表面本体的信息，揭示了抗磨减摩作用机理，并提出了硫自由基的反应机理。通过以上研究，获得了一些既具有重要的理论意义又具有一定的应用价值的结果，为以后研究开发更多的性能优异的ZDDP替代物以及研究开发适用于环境友好基础油的多功能润滑油添加剂提供了参考和依据。主要成果和结论如下： 1、将T561与MoNAP复配后，复配剂（TMoNAP）抗磨减摩性能明显优于ZDDP,能够大幅提高基础油摩擦学性能和极压性能。根据钢球表面XANES的分析结果，热膜主要由铁的硫酸盐组成，而摩擦膜主要由铁的硫化物，二硫化物，亚硫酸盐，硫酸盐以及二硫化钼，三氧化钼组成。钼元素在摩擦膜中以不同的化合价形式存在，三氧化钼和二硫化钼的存在能够解释复配剂优良的摩擦学性能。 2、矿物油（MO）中，无论是DPTS还是DIPPT，钢球表面的热氧化膜表面都是由铁的硫酸盐和亚硫酸盐组成。其中浓度较低的DPTS/MO中，摩擦膜中发现有次硫酸盐化合物，以及以FeSx(1