發(fā)布時(shí)間：2024-04-26 04:20

　　采用新型潤滑方法,進(jìn)一步降低摩擦系數(shù)并減緩磨損,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排,不僅能取得顯著的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益,也是走新型工業(yè)化道路、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展及建設(shè)生態(tài)文明的重要途徑。因此如何利用新的潤滑方法在傳統(tǒng)潤滑的基礎(chǔ)上進(jìn)一步減小摩擦和減緩磨損是當(dāng)前亟需解決的問題。液晶是一種性能優(yōu)良的潤滑介質(zhì),有比傳統(tǒng)潤滑劑更低的摩擦系數(shù)和更高的承載能力,進(jìn)一步降低液晶潤滑劑的摩擦系數(shù),探索實(shí)現(xiàn)液晶更低摩擦系數(shù)的條件和機(jī)理有重要的理論與現(xiàn)實(shí)意義。本文以GCr15鋼球和圓盤為摩擦副,以具有扁平結(jié)構(gòu)聯(lián)苯氰基剛性鏈端和短烷基鏈柔性鏈端的戊基聯(lián)苯氰(5CB)液晶作為潤滑劑,研究了 5CB液晶的摩擦特性及乙酰丙酮磨合的影響。通過總結(jié)實(shí)現(xiàn)液體低摩擦的共同特性,選擇可與摩擦副表面金屬及其氧化物發(fā)生緩慢螯合反應(yīng)的乙酰丙酮作為磨合劑。乙酰丙酮與摩擦表面之間的化學(xué)反應(yīng)加快了磨合期的鋼球磨損,形成了具有均勻淺溝槽的磨損表面,反應(yīng)生成物為Fe(acac)3及少量Cr(acac)3。乙酰丙酮磨合顯著降低了 5CB液晶的摩擦系數(shù),載荷為5 N、速度為0.36 m/s時(shí),磨合后的摩擦系數(shù)由未經(jīng)磨合的0.055下降至0.013,下降幅度達(dá)76.4%。乙酰...

【文章頁數(shù)】：151 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號(hào)說明
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 實(shí)現(xiàn)液體潤滑低摩擦的研究概述
        1.2.1 酸和酸的混合液
        1.2.2 甘油及其混合溶液
        1.2.3 液晶
        1.2.4 其他液體
    1.3 流體潤滑和液晶的分子動(dòng)力學(xué)模擬研究現(xiàn)狀
        1.3.1 流體潤滑的分子動(dòng)力學(xué)模擬
        1.3.2 液晶的分子動(dòng)力學(xué)模擬
    1.4 論文主要研究內(nèi)容
第二章 潤滑體系選擇及乙酰丙酮磨合過程
    2.1 潤滑體系選擇
        2.1.1 實(shí)現(xiàn)液體潤滑低摩擦的一般共性
        2.1.2 摩擦副和液晶的選擇
        2.1.3 磨合劑的選擇
    2.2 乙酰丙酮磨合過程研究
        2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料、設(shè)備與方法
        2.2.2 磨合過程中的摩擦系數(shù)
        2.2.3 磨合后的鋼球磨損
        2.2.4 磨合反應(yīng)生成物分析
    2.3 本章小結(jié)
第三章 乙酰丙酮磨合致5CB液晶低摩擦特性
    3.1 實(shí)驗(yàn)材料、設(shè)備與方法
        3.1.1 摩擦系數(shù)的準(zhǔn)確測(cè)量
        3.1.2 實(shí)驗(yàn)材料
        3.1.3 實(shí)驗(yàn)儀器和方法
    3.2 磨合對(duì)摩擦性能的影響
        3.2.1 磨合對(duì)摩擦系數(shù)的影響
        3.2.2 磨合對(duì)鋼球磨損的影響
        3.2.3 磨合對(duì)圓盤磨損的影響
    3.3 鋼球磨損表面的參數(shù)化表征
        3.3.1 與摩擦和潤滑相關(guān)的表面參數(shù)
        3.3.2 鋼球磨損表面的參數(shù)分析
    3.4 磨屑分析
        3.4.1 磨屑形貌
        3.4.2 磨屑的元素組成
    3.5 實(shí)驗(yàn)條件對(duì)乙酰丙酮磨合后5CB摩擦性能的影響
        3.5.1 轉(zhuǎn)速對(duì)摩擦系數(shù)的影響
        3.5.2 載荷對(duì)摩擦性能的影響
        3.5.3 磨合時(shí)間對(duì)潤滑性能的影響
    3.6 本章小結(jié)
第四章 Fe表面間5CB液晶的分子動(dòng)力學(xué)模擬
    4.1 分子動(dòng)力學(xué)軟件和力場
        4.1.1 分子動(dòng)力學(xué)軟件和后處理工具
        4.1.2 5CB液晶力場
        4.1.3 Fe力場
    4.2 5CB液晶力場的有效性驗(yàn)證
        4.2.1 模型建立
        4.2.2 模擬設(shè)置和數(shù)據(jù)處理
        4.2.3 驗(yàn)證模型的序參數(shù)
    4.3 5CB液晶在Fe表面間的靜態(tài)錨定模擬
        4.3.1 模型建立
        4.3.2 模擬設(shè)置和數(shù)據(jù)處理
        4.3.3 表面錨定對(duì)5CB分子排列的影響
        4.3.4 表面錨定對(duì)5CB空間分布的影響
        4.3.5 表面錨定對(duì)5CB擴(kuò)散性能的影響
    4.4 5CB液晶在Fe表面間的動(dòng)態(tài)摩擦模擬
        4.4.1 模型建立
        4.4.2 模擬設(shè)置和數(shù)據(jù)處理
        4.4.3 滑動(dòng)剪切對(duì)5CB分子排列的影響
        4.4.4 滑動(dòng)剪切對(duì)5CB空間分布的影響
        4.4.5 5CB液晶的速度分布
        4.4.6 摩擦系數(shù)
    4.5 本章小結(jié)
第五章 5CB液晶低摩擦實(shí)現(xiàn)機(jī)理探索
    5.1 實(shí)驗(yàn)材料、儀器和方法
    5.2 乙酰丙酮磨合在5CB液晶低摩擦中的作用
        5.2.1 低接觸壓強(qiáng)的作用
        5.2.2 類織構(gòu)磨損表面的作用
        5.2.3 鰲合反應(yīng)生成物Fe(acac)₃的作用
    5.3 磨損表面上的5CB液晶表征
        5.3.1 拉曼光譜
        5.3.2 XPS分析
    5.4 5CB液晶的流變特性
        5.4.1 穩(wěn)態(tài)粘度
        5.4.2 動(dòng)態(tài)特性
    5.5 乙酰丙酮磨合致5CB液晶低摩擦機(jī)理分析
        5.5.1 液晶基本理論
        5.5.2 5CB液晶低摩擦的實(shí)現(xiàn)機(jī)理
    5.6 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 研究展望
附錄
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀傅士學(xué)位期間的科研成果及獲得獎(jiǎng)勵(lì)
學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表



本文編號(hào)：3964702