纳米凹凸棒石对磨损表面的摩擦改性

张博¹，许一¹，李晓英²，王晓丽¹，高飞¹，徐滨士¹

1. 装甲兵工程学院再制造技术重点实验室2. 伯明翰大学冶金与材料学院表面工程研究室

摘 要：将主要含有Mg、Al、O、Si等元素的凹凸棒石按质量分数0.5%添加在柴油机润滑油CD 15W/40中,配制成对比油样。分别利用X射线衍射（XRD）与透射电镜（TEM）分析凹凸棒石的物相组成及颗粒形貌,使用环块摩擦磨损试验机进行摩擦实验,借助表面轮廓仪、聚焦离子束扫描电镜（focus ion-beam scanning electron microscope,FIBSEM）、能量弥散X射线探测器（energy dispersive X-ray detector,EDX）及TEM分析试样的磨损量及磨损表面的形貌、元素和物相组成,并探讨磨损表面的摩擦改性机理。结果表明:该凹凸棒石属于一维纳米材料,分散在CD 15W/40润滑油中使摩擦副的磨损量降低约66%,磨损表面光滑;摩擦过程中,纳米凹凸棒石与摩擦副表面发生复杂的化学反应,形成一层厚度约为10²0 nm的摩擦改性层,其物相组成为晶态和非晶态的SiO2和铝硅酸盐,含有Al、Fe、Si、O、C等元素。

关键词：凹凸棒石;润滑油;磨损;摩擦改性;