富勒烯添加剂的摩擦学性能研究

摘要

富勒烯(C60)润滑添加剂具有独特的球形结构.对富勒烯在500SN基础油中的摩擦学性能进行了研究,对其摩擦学机理进行了探讨.借助于甲苯,将富勒烯溶于500SN基础油中,用四球机和摩擦力测定装置考察了富勒烯的抗磨损性能,极压性能和减摩性能.在低负荷下(294 N),低含量(100 μg/g)的富勒烯可以将500SN基础油的磨斑直径从0.531 mm降低到0.338 mm,降低了36.3％,而在高负荷(490N)下,高含量富勒烯(500μg/g)可以将500SN基础油的磨斑直径从1.470 mm降低到0.600 mm,降低了59.2％.低含量(≤100μg/g)的富勒烯对500SN基础油的极压性能基本没有影响,而当富勒烯的含量增加到200μg/g及以上时,500SN基础油的最大无卡咬负荷基本没有提高,烧结负荷从1235 N增加到1568N,提高了一个等级.在低负荷(≤392 N)下富勒烯对500SN基础油摩擦因数的影响不大,而在高负荷(490 N)下能够降低500SN基础油的摩擦因数.富勒烯在低负荷下的抗磨减摩性能一般,但在高负荷下表现出较好的抗磨减摩性能.其机理是非极性的大分子富勒烯不能在摩擦表面形成吸附膜,且还增加了润滑油分子的内摩擦力,在低负荷下使润滑油的摩擦学性能变差.但在高负荷下,具有高抗压性的富勒烯分子能够有效地防止摩擦副表面直接接触,起到抗磨减摩作用.