离子液体作为Si_3N_4-Ti_3SiC_2摩擦副润滑剂的摩擦学性能研究  被引量:7

Tribological Behavior of Si_3N_4-Ti_3SiC_2 Contacts Lubricated by Ionic Liquids

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作  者:王海忠[1,2] 曾俊菱 冯大鹏[1] 吕晋军[3] 刘维民[1] 

机构地区:[1]中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室,甘肃兰州730000 [2]中国科学院大学,北京100049 [3]西北大学化学与材料科学学院,陕西西安710069

出  处:《摩擦学学报》2013年第6期537-542,共6页Tribology

基  金:国家重点基础研究发展规划项目(973)(2013CB632301);国家自然科学基金项目(51175492)资助~~

摘  要:采用SRV摩擦磨损试验机在室温及100℃下考察了两种离子液体(L-B106和L-P106)、丙三醇、水作为Si3N4-Ti3SiC2摩擦副润滑剂的摩擦学行为,利用扫描电子显微镜(SEM)及X光电子能谱(XPS)对磨损表面进行了分析.结果表明:室温、20 N条件下,两种离子液体和丙三醇抗磨和减摩性能相当,室温、100℃条件下,L-P106相较于L-B106具有更好的润滑性能,且其抗磨和减摩性能均优于丙三醇,作为Si3N4-Ti3SiC2摩擦副润滑剂具有在苛刻环境条件下使用的应用前景.XPS分析结果表明:Ti3SiC2材料在摩擦过程中在摩擦热作用下生成了SiO x、TiO2,进而有效提高了Ti3SiC2摩擦副材料的抗磨损性能;此外,离子液体中的活性元素在Si3N4-Ti3SiC2摩擦副表面发生了复杂的摩擦化学反应,生成了由氟化钛、磷酸钛及硼酸钛等组成的具有减摩和抗磨性能的边界润滑膜.The tribologieal behavior of Si3N4 -Ti3 SiC2 contacts lubricated by ionic liquids (ILs), L -B106 and L -P106, were investigated on an Optimol SRV oscillating reciprocating friction and wear tester. As the results, L - P106 and L - B106 showed good tribological behavior comparable to Glycerol under a load of 20 N at room temperature. L -P106 showed the best antiwear and friction - reduction ability under the load of 100 N at both 25 ~C and 100 ~C. The elemental composition and chemical nature of the boundary films generated on worn Ti3 SiC2 surface were analyzed on a scanning electron microscope with a Kevex energy dispersive X - ray analyzer attachment and X - ray photoelectron spectrometer. It indicates that tribochemical reactions of the ILs with Ti3 SiC2 surface occurred during the sliding process. TiO2, SiO~ and complicated Ti - containing compound likely TiF4 and Ti ( BO2 ) 4 or Ti3 ( PO ) 4 boundary film were formed on the worn Ti3 SiC2 surface, which enhanced the antiwear and friction- reduction ability of the Ti3 SiCz surface.

关 键 词:离子液体 TI3SIC2 润滑剂 摩擦学性能 

分 类 号:O634.51[理学—高分子化学]

 

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