几种灌木和乔木类植物叶表蜡质的润滑性能及磨损分析

摘要

近年来，由于全球石油能源危机并且价格持续走高，保护环境呼声日益强烈，润滑剂对环境的危害引起越来越多学者的关注。为了减少环境的污染，改善润滑剂的生态效能，做到使用性能与生态效能的合理平衡，环境友好型添加剂成为研究热点。本文以合成酯为基础油、聚四氟乙烯脂为基础脂，3种乔木类植物（银杏、圆柏、香樟）和3种灌木类植物（爬地柏、沙冬青、卫矛冬青）叶表蜡质作添加剂，通过气质联用(GC-MS)分析了6种植物叶表蜡质的主要成分。用高速往复摩擦磨损试验机评价了植物叶表蜡质在钢-铝和钢-钢摩擦副下的摩擦学性能。用扫描电子显微镜(SEM)观察分析了磨痕表面形貌以及使用二次离子飞行质谱(TOF-SIMS)分析了磨痕表面阴阳离子的质量。结果表明:
　　1、通过GC-MS分析了6种植物叶表蜡质的主要成分，发现植物叶表蜡质提取物中含有大量的脂肪醇以及少量脂肪酸和脂肪酯等有机物。
　　2、研究表明，银杏、爬地柏、圆柏等叶表蜡质作为润滑油添加剂和润滑脂添加剂对钢-铝、钢-钢摩擦副显示了一定的减摩和抗磨性能。
　　3、铝块磨斑表面TOF-SIMS分析表明，磨斑表面附着的阴离子和铝发生反应，在滑动面形成一层摩擦化学反应膜，起到润滑作用。
　　4、通过ANSYS有限元软件对本次试验摩擦磨损过程进行仿真，分析了接触区域的应力分布，推测出铝块磨损的过程。

目录

声明

摘要

1．1 前言

1．2 润滑油污染事例介绍

1．3 环境友好润滑的相关研究概况

1．3．1 环境友好型润滑剂的定义

1．3．2 环境友好型基础油

1．3．3 环境友好型添加剂

1．4 国内外研究现状

1．4．1 国内外环境友好型基础油研究现状

1．4．2 国内外环境友好型添加剂研究现状

1．5 摩擦化学及摩擦机理常用研究方法

1．5．1 表面形貌分析

1．5．2 表面化学分析

1．6 选题依据及研究思路

第2章 试验设备与方法

2．1 试验用基础油、基础脂、添加剂

2．1．1 基础油

2．1．2 基础脂

2．1．3 添加剂

2．2 叶表蜡质的提取

2．3 润滑剂的配制

2．4 摩擦磨损试验机的选择

2．5 表面分析技术

2．6 本章小结

第3章 乔木类植物叶表蜡质作润滑油添加剂的摩擦学性能

3．1 概述

3．2 乔木类植物叶表蜡质成分分析

3．3 钢-铝摩擦副下乔木类植物叶表蜡质的摩擦学性能

3．3．1 添加剂含量对摩擦学性能的影响

3．3．2 载荷对摩擦学性能的影响

3．4 钢-钢摩擦副下乔木类植物叶表蜡质的摩擦学性能

3．4．1 添加剂含量对摩擦学性能的影响

3．4．2 载荷对摩擦学性能的影晌

3．5 磨痕表面形貌分析

3．6 润滑机理分析

3．7 本章小结

第4章 灌木类植物叶表蜡质作润滑油添加剂的摩擦学性能

4．1 概述

4．2 灌木类植物叶表蜡质成分分析

4．3 灌木类植物叶表蜡质在钢-铝摩擦副下的摩擦学性能

4．3．1 添加剂含量对摩擦学性能的影响

4．3．2 载荷对摩擦学性能的影响

4．4 灌木类植物叶表蜡质在钢-钢摩擦副下的摩擦学性能

4．4．1 添加剂含量对摩擦学性能的影响

4．4．2 载荷对摩擦学性能的影响

4．5 磨痕表面形貌分析

4．6 润滑机理分析

4．7 本章小结

第5章 植物叶表蜡质作润滑脂添加剂的摩擦学性能

5．1 概述

5．2．1 添加剂含量对摩擦学性能的影响

5．2．2 载荷对摩擦学性能的影响

5．3．1 添加剂含量对摩擦学性能的影响

5．3．2 载荷对摩擦学性能的影响

5．4 磨痕表面形貌分析

5．5 本章小结

第6章 磨损分析及仿真

6．1 ANSYS简介

6．2 有限元模型的建立

6．3 磨损表面应力分布

6．4 本章小结

7．1 结论

7．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢