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超低摩擦固-液润滑体系的构建与调控机制研究

批准号:
52075141
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
胡献国
依托单位:
学科分类:
摩擦学及机械表界面科学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
胡献国

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
固-液润滑是机械装备实现长寿命绿色高效润滑的有效途径之一。本项目在系统研究固体润滑和液相润滑抗磨减摩机理的基础上,立足固-液润滑的绿色和协同润滑思路,从研究固体润滑纳米材料的表面形态、组成、结构-摩擦副摩擦表面效应-抗磨减摩性能关系的角度,来构建固-液两相润滑体系中高效调控的固体纳米表面功能体系,实现在摩擦表面形成超低摩擦反应薄膜和固-液协同润滑的目的。探讨制备富勒烯/石墨烯固体纳米润滑复合材料的优化工艺条件,通过表面改性与修饰技术,研究纳米固体润滑复合材料在液相润滑剂中的分散与运动规律,实现调整或改善固体润滑剂与摩擦表面相互作用的选择性,揭示富勒烯纳米模拟酶的抗氧化功效,以及酶促摩擦化学反应机制。利用现代表面分析技术,深入分析固-液润滑条件下的摩擦状态和磨损机制的变化规律,为宏观尺度固-液润滑条件下超低摩擦理论与技术突破提供必要的理论支撑。
英文摘要
Solid-liquid lubrication is one of the effective ways to realize long life green and efficient lubrication of mechanical equipment. According to the systematic study of the mechanisms of antiwear and friction reduction of solid and liquid lubrication, and based on the idea of green and synergetic lubrication of solid-liquid lubrication, the present project constructs the highly regulated solid nano-surface in the solid-liquid two-phase lubrication system from the perspective of the study of the relationship between the surface morphology, composition, structure, friction surface effect and antiwear and antifriction performance of solid-liquid nano materials. The function system realizes the goal of forming ultra-low friction reaction film and solid-liquid synergistic lubrication on the friction surface. The optimized process conditions of preparing fullerene/graphene solid nano lubricating composite are discussed. The dispersion and movement of nano solid lubricating composite in liquid lubricant are studied by surface modification technology, so as to adjust or improve the selectivity of interaction between solid lubricant and friction surface, reveal the antioxidant effect of fullerene-based nano-enzyme and enzymatic mechanism of tribochemical reaction. By using modern surface analysis technology, the change rule of friction state and wear mechanism under the condition of solid-liquid lubrication is deeply analyzed, which provides necessary theoretical support for the breakthrough of ultra-low friction theory and technology under the condition of macro-scale solid-liquid lubrication.
本项目针对极端工况条件下对摩擦学系统润滑的长寿绿色高效的要求,通过主动控制润滑油基或者水基中固体润滑微粒的结构、组成与分散措施,选择性地诱导具有良好润滑功能的纳米微球主动作用于摩擦界面,运用分子动力学模拟与实验相结合的方法,利用固体润滑和液体润滑的协同润滑特点,实现固-液润滑体系超低摩擦与绿色长效润滑的目的。其重要的研究结果表现在: 1)探索出优化富勒烯与石墨烯层的复合工艺,制备出性能独特优异的先进固体润滑材料---纳米富勒烯/石墨烯复合润滑材料,并添加到液相(油基或者水基)润滑剂中,形成分散良好的固-液二相复合润滑体系;2)根据石墨烯层面不同的表面特性,聚焦摩擦表面的吸附膜的功能,以及摩擦化学和摩擦反应膜的调控作用,解决了功能性石墨烯与摩擦表面之间的结合,以及富勒烯与石墨烯之间的“三明治结构”,达到石墨烯基复合润滑材料在摩擦副表面的可控构筑目的;3)借助富勒烯与石墨烯之间的非公度滑动效应和机器学习算法预测了摩擦性能,在流体润滑中,石墨烯促进了“液-液”层间滑动,而富勒烯促进了“固液”界面滑动,导致摩擦力减小或增大;4)依靠富勒烯与二硫化钼纳米微粒独特的纳米催化特性,催化酯化合成酯基基础油----癸二酸二辛酯。深入研究石墨烯和基础油之间的固液相互作用,并基于机器学习算法预测了不同润滑状态下的摩擦学性能和润滑机理。上述结果为宏观尺度固-液润滑条件下超低摩擦理论与技术突破提供必要的理论支撑。
超低摩擦固-液润滑体系的构建与调控机制研究
  • 批准号:
    --
  • 项目类别:
    --
  • 资助金额:
    58万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    胡献国
  • 依托单位:
固体微粒主动靶向摩擦界面的长效润滑机制与调控
  • 批准号:
    51675153
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    62.0万元
  • 批准年份:
    2016
  • 负责人:
    胡献国
  • 依托单位:
摩擦诱导发动机碳烟微粒摩擦学功能转化机制研究
  • 批准号:
    51275143
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    胡献国
  • 依托单位:
生物质燃油对压燃式发动机喷嘴的气蚀效应与磨损特性影响研究
  • 批准号:
    50875071
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    35.0万元
  • 批准年份:
    2008
  • 负责人:
    胡献国
  • 依托单位:
国内基金
海外基金