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所有机器的运行都是依赖其零件接触副的相对运动。有相对运动就有磨损,磨损是导致表面损坏、零件失效和材料损耗的主要原因。摩擦过程造成功率损失、浪费大量的能源。减少磨损的重要措施之一是润滑,然而传统润滑油只能起减少相对运动表面的磨损、延长其使用寿命的目的,而不具备在摩擦过程中产生对磨损表面进行自修复的能力,因此也就不可能产生零磨损和自修复效应。 随着现代科学技术的发展,润滑油及其添加剂的需求量逐年增加,而且对润滑油的性能要求也越来越高。传统的油溶性抗磨减摩添加剂虽然能提高油品的承载能力和极压性能,但在使用中会造成环境的污染。常规数量级的无机粒子由于在润滑油中的分散性能差,因此严重制约了它们的应用。近年来,纳米材料的出现为润滑油添加剂的发展提供了一个新的选择。 本论文采用在基础油中加入纳米添加剂,通过改变载荷、频率、添加剂含量等可以影响修复效果的试验参数,在PLINT型高精度液压实验机进行了大量的磨损修复试验。对含纳米添加剂润滑油的摩擦学性能以及抗磨、减摩机理进行了研究,并考察和分析了金属磨损的自修复机理及添加剂修复特性。主要得出了以下结论: 1.不含修复添加剂的润滑条件下,摩擦系数高,磨损剧烈。修复添加剂的引入对降低摩擦系数和减少磨损具有积极的意义。 2.“微抛光”机理:将纳米粒子加入并采用超声波分散到润滑油中,当设备刚开始运行时,纳米粒子微粒在摩擦界面力作用下,对表面粗糙峰或微凸体实现“微抛光”作用,使摩擦表面接触趋于平稳,降低摩擦过程中的摩擦系数与磨损。 3.纳米羟基磷酸钙、纳米TiO2和纳米TiN在摩擦副之间起的作用各异,其中羟基磷酸钙和纳米TiN可能类似于“微滚珠”起到承载的作用。 4.纳米羟基磷酸钙、纳米TiO2和纳米TiN粒子通过摩擦过程中在磨斑表面上形成了新的修复薄膜。这不仅阻止了摩擦表面之间的直接接触,而且拥有