对铝瓶装合金是轻量级和预计将节能材料运输系统。本质上是一个软金属铝;因此,它是与硅和铜合金,它可以有足够的属性。几种添加剂的润滑铝合金已报告( 1- - - - - - 6];然而,润滑剂,提高铝合金的摩擦学性能仍需优化。传统的添加剂对钢铁并不总是提高铝合金在边界条件下的摩擦学性能 7, 8]。这些结果归因于tribo-chemistry相关添加剂和铝表面。应该注意的是,在这个化学有两类:第一是贫穷与表面反应性的添加剂(动力学问题),第二是不够的摩擦学性能的表面边界膜形成仪反应(热力学问题)。这些问题进行了研究实验,一个设计良好的tribot与表面分析( 8]。润滑剂化学家必须考虑这些类别在开发一个适当的润滑剂的个人材料。

润滑的铝合金醇是众所周知的 9]。形成一个amorphous-like边界膜组成的铝醇盐已经被化学分析检测( 10]。酒精和铝摩擦表面之间的直接相互作用也被分析检测( 11]。影响分子结构的润滑油的摩擦学性能,铝合金被讨论。据报道,主要直链醇有超过12个碳比1更好的润滑剂,可( 11]。许多研究人员指出的重要性bifunctionality润滑剂分子。材料和润滑剂分子之间的强相互作用通过循环复杂的提出了。这将导致改善摩擦学性能( 12]。铝复合物的热稳定性来源于1,可和1,3-diols指出[ 13]。影响1的分子结构,可,3-diols钢铝接触的摩擦学特性研究了系统( 14]。摩擦磨损是减少1,可和他们的衍生品,在较小程度上,1,3 - 1,4-diols。

尽管上述优势,醇作为基础液体和不合适的应用简洁的醇基液体是有问题的。发生自动氧化醇类,即使在存储、收益率羧酸;这些酸会腐蚀金属材料。此外,醇有时破坏聚合物用作机械部分。醇的反应被认为是导致这些问题。一个实用的解决方案来减少反应在中性溶剂稀释酒精。润滑剂化学家都熟悉这种方法作为添加剂技术。因此,我们试图利用醇作为润滑铝合金添加剂。在我们的初步研究中,我们评估了醇烃液体添加剂。其中,我们发现甘油mono-olate或2,3-dihydroxypropyl 9 z-octadecenoate (GMO图 1)提供良好的润滑性,当应用于对钢铝合金滑。添加剂具有独特的化学结构:直链酯1,可一半终端的分子。结构,可将锚在铝表面形成循环复合物( 12铝原子组成的,两个氧原子和两个碳原子。直链的一部分提供了一个密集的边界膜,减少摩擦。在这项研究中,我们调查的润滑机理,测量合金GMO在碳氢化合物从表面化学的角度来看。

解决转基因的角鲨烷大幅减少摩擦,如图 3。GMO相当实用基础油的摩擦性能改善,PAO(图 4);摩擦的摩擦系数降低,波动是预防磨合一段时间后(约20分钟)。添加剂也减少磨损的铝块tribot进行120分钟(图 5)。合成块分析SEM-EDX研究表面的基本内容。硅含量大量增加、减少铝含量观察磨损轨道上( 15),而没有内容变化是观察外穿跟踪(图 6)。穿粒子生成在tribot收集和元素成分被SEM-EDX也进行了分析。除了铝为主要成分,检测到大量的铜和锡被发现。铁从钢瓶已经消失的也被发现。然而,硅的浓度在磨损颗粒小于原始材料。结果表明,硅在tribo-material保持表面,而其他组件(铝、铜、锡)被摩擦磨损。看来,软金属(如铝)很容易磨损相比,硬金属(如Si)。摩擦表面上的化学成分与GMO-PAO精细PAO非常相似。这表明,添加剂没有改变表面的基本内容。然而,精细PAO产生粗糙的表面,不适合穿进一步通过AES和XPS分析。 The function of the additive was to provide a smooth worn surface (see SEM micrograph in Figure 9)以及减少磨损。tribot的观察,它是假定转基因使穿温和,导致磨损表面光滑。

我们进一步研究了硅含量的增加tribot的磨合过程。硅含量对磨损表面的初始20分钟测试期间跟踪。如图 7,它迅速增加在第一分钟的测试,然后在接下来的20分钟线性增加。由于硅的浓度在摩擦表面tribot下跌的120分钟后(图23 - 25%的范围 6),我们得出的结论是,表面化学已达到20分钟内稳态摩擦在这些条件下。摩擦痕迹(图 4)也表示较低的稳态摩擦摩擦20分钟后。结果支持的重要性在减少摩擦表面上的化学成分。

SEM-EDX提供子表面的平均化学内容1 μ米深度。相比之下,AES和XPS surface-sensitive分析,提供深度的表面化学纳米(最表面)。元素的相对浓度的差异表面观察到这些仪器分析(表 4)。SEM-EDX获得的结果相比,硅含量低于nonrubbed表面AES和XPS分析的检出限(参见数据 8, 9和 11)。这些结果表明,nonrubbed最表面的表面布满了铝和少量的硅,如果任何。AES和XPS分析表明,摩擦过程的表面上的硅含量也增加。硅的浓度决定了AES高于由XPS决定。应该注意的是,量化了AES的准确性不如通过XPS ( 16]。XPS的另一个优点是,它的收益率的化学状态上的物质的表面。所示的光谱数据 10, 11, 12和 13表明nonrubbed区域布满了氧化铝和氧化锡,而大量的铝、硅、和锡元素(金属)状态中存在摩擦表面。

摩擦学的过程改变了表面化学的内容。首先,在地下(1硅的浓度 μ米深度)增加了4到5倍。其次,大量的铝、锡、和硅中存在金属状态(而不是氧化物)摩擦的表面,而只有铝和锡的氧化物被发现nonrubbed表面。这些结果可以解释为金属氧化物的去除现有通过摩擦的表面上。因此,金属的表面接触。摩氏硬度的金属和矿物质是2.9,9.0₂O₃Si (alndum), 7.0, 7.0 SiO₂(石英),SnO Sn 1.8, 6.5₂(锡石) 17]。由于金属铝和锡比相应的氧化物,这些金属的表面的存在有利于减少摩擦。最表面的硅含量增加使材料的难度;这是有利于防止磨损( 15]。检测量的铁、从柜台钢铁表面转移,由XPS发现擦表面。

第三句话是化学成分的穿SEM-EDX获得的粒子。除了铝和铁作为tribo-materials的主要组件,发现了大量的锡和铜。相比之下,硅在磨损粒子的浓度远远低于原始材料。这些结果表明某些选择性的元素在这些条件下的磨损过程。这些结果总结在图 14。

可据报道,1日,3-diols矿物油改善润滑添加剂的铝硅合金下滑对钢表面形成分子膜( 13]。这种机制是不可能的在目前的情况下;边界膜的厚度大约是2 nm如果一个面向,密集的转基因应用均匀的吸附膜。这将导致增加的表面碳含量。然而,在摩擦表面碳含量显著降低摩擦,如图 8。

最后,它应该强调,一个适当的分析技术的组合会导致更好的理解在边界润滑条件下摩擦化学。在这项研究中,表面的空间分辨率和化学分辨率分析的重要性。

铝合金滑的摩擦学特性与钢进行了从表面化学的角度来看。

(1)甘油mono-olate减少摩擦磨损时添加到烃油。

(2)表面化学成分的变化发生在tribot。在硅的浓度显著增加摩擦表面被SEM-EDX观察。这有助于改善wear-preventing属性。大量的金属铝、硅和XPS锡的表面被发现的。

(3)比他们的氧化物由于这些金属是柔软,有利于减少摩擦。

(4)添加剂、转基因大豆,被认为温和去除被动状态的氧化铝表面磨合过程。

(5)每个面分析个人空间和化学决议。结合这些分析的结果表明提出的机制(图 14)。系统方法的多面分析是研究摩擦化学的重要性。