几种合成碳氢油的真空摩擦磨损行为研究_张松伟

DOI:10.16078/j.tribology.2011.06.010

第31卷第6期

2011年11月摩擦学学报TribologyVol31No6

Nov，2011

几种合成碳氢油的真空摩擦磨损行为研究

1，21*11张松伟，胡丽天，王海忠，冯大鹏

（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．中国科学院北京研究生院，北京100049）

摘PAO10）和多烷基化环戊烷（MAC）2类合成碳氢要：利用真空四球摩擦试验机系统考察了聚α－烯烃（PAO40，

－4油在空气、真空（压强小于6．0×10Pa）和高纯氮气条件下的摩擦学性能，采用扫描电子显微镜（SEM）和非接触式

探讨2类合成碳氢油在空气、真空和高纯氮气中的润滑机理．结三维表面轮廓仪观察了钢球摩擦表面的微观形貌，

2类合成碳氢油的摩擦系数较低且能保持稳定，果表明：在空气中，由于连续的边界氧化膜和润滑油膜的存在，磨斑

2类合成碳氢油的摩擦系数较高直径较小、磨痕表面光滑平整．在真空和高纯氮气中，由于润滑膜失效和剧烈温升，

且剧烈波动，磨斑直径较大、表面可见明显的黏着磨损．

关键词：真空四球试验机；合成碳氢油；摩擦磨损；表面张力；黏温性能；分子结构

中图分类号：TH117．2文献标志码：A文章编号：1004－0595（2011）06－0569－06

TribologicalBehaviorsofSeveralSynthetic

HydrocarbonsinVacuum

ZHANGSong－wei1，2，HULi－tian1*，WANGHai－zhong1，FENGDa－peng1

（1．StateKeyLaboratoryofSolidLubrication，LanzhouInstituteofChemicalPhysics，

ChineseAcademyofSciences，Lanzhou730000，China

2．GraduateUniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China）

Abstract：Thefrictioncoefficientandwearresistanceofaseriesofspaceliquidlubricantswereinvestigatedbythevacuumfour－balltribometer（VFBT）inair，vacuum（＜6．0×10－4Pa）andhigh－puritynitrogen．Themorphologiesofthewornsurfaceswereobservedusingascanningelectronmicroscopy（SEM）．Thetribologicaltestsintheairshowthattheselectedoilexhibitedlowerandmorestablefrictioncoefficientswithsmallerwearscardiametersandsmoothwornsurfacecomparingwiththeonesobtainedinvacuumandhigh－puritynitrogen．Itissupposedthattheformingofcontinuousboundaryoxidefilmandthelubricantfilmwasresponsibleforthedifferenttribologicalbehavior．

Keywords：vacuumfour－balltribometer，synthetichydrocarbons，frictionandwear，surfacetension，viscosity－temperatureproperties，molecularstructure

真空环境下的摩擦学研究，是随着航空航天事

［1－2］，业的迅猛发展而提出的．研究表明在真空环境

中，金属表面的氧化膜在摩擦过程中很快地被去除，

而且再生困难，因此2个洁净的摩擦对偶件之间非

常容易发生黏着，甚至产生冷焊，致使摩擦副不能相对运动，采用具有优异润滑性能的液体润滑剂润滑是解决这一问题的有效途径．美国国家航空航天局（NASA）和欧洲航天局（ESA）均建立了比较完善的空间摩擦学研究系统，对固体润滑和液体润滑均开展了较为深入、系统的基础研究，并出版了技术手Received14June2011，revised1August2011，accepted24Augest2011，availableonline28November2011．

*Correspondingauthor．E－mail：lthu@licp．cas．cn，Tel：+86－931－4968006．

TheprojectwassupportedbytheNationalKeyBasicResearchProgramofChina（973）（2011CB706603）．

国家重点基础研究发展规划项目（973）（2011CB706603）资助．