润滑与密封

作者：任书芳，冯润妍，曾俊菱，宫雪，王庆涛，吕晋军

单位：甘肃政法大学司法鉴定中心，甘肃省证据科学技术研究与应用重点试验室,,西北师范大学化学化工学院,,甘肃政法大学司法鉴定中心，甘肃省证据科学技术研究与应用重点试验室,,甘肃政法大学司法鉴定中心，甘肃省证据科学技术研究与应用重点试验室,,西北师范大学化学化工学院,,西北大学化学与材料科学学院,

关键词：Ti3SiC2; 醇类; 边界润滑; 摩擦化学磨损; 磨粒磨损

基金：国家自然科学基金项目（21865032）；甘肃政法大学科研项目（GZF2018XZDLW16；GZF2018XQNLW11）；甘肃政法大学司法鉴定中心科研项目（jdzxzd2018-02）.

Ti3SiC2 和Si3N4 等陶瓷材料是一种潜在的生物燃料发动机及功能性运动部件材料, 为研究其在醇类生物燃 料及润滑剂中的摩擦学性能, 利用往复式摩擦试验机研究Ti3SiC2/Si3N4 摩擦副在不同碳原子数直链醇 (乙醇、 丁醇、 辛醇和十二醇) 和不同羟基数醇 (乙二醇和丙三醇) 液体介质中的摩擦学性能。 结果表明: Ti3SiC2/Si3N4 在醇介质中 的摩擦因数随碳原子数和羟基数的增加而减小, 总体平均摩擦因数在0.06~0.11范围内变化, 但丁醇中摩擦因数最 高, 为0.25; Ti3SiC2/Si3N4 配副的磨损率均随碳原子数和羟基数的增加而减小, Ti3SiC2 的磨损率在4.48×10-7~9.33× 10-9 mm3/(N·m)范围内变化, Si3N4 的磨损率在4.05×10-6~2.91×10-7mm3/(N·m)之间变化, 其中在辛醇和十二醇 中几乎没有磨损。 研究表明: 在醇介质中Ti3SiC2/Si3N4 摩擦副的摩擦状态属于边界润滑状态, 摩擦界面微凸体和磨屑 的犁沟效应是造成高摩擦的主要原因; 摩擦化学反应是Ti3SiC2/Si3N4 在醇介质中的摩擦行为的一个特点, 摩擦化学磨 损和磨粒磨损是材料磨损的主要机制; 链长越长、 羟基越多, 醇的黏度越大, 承载能力越强, 犁沟效应和磨粒磨损降 低, 摩擦因数和磨损率也降低。

来源：2020年第6期

《润滑与密封》期刊编辑部

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