李久盛

（中國(guó)石油蘭州潤(rùn)滑油研究開發(fā)中心，甘肅蘭州 730060）

邊界潤(rùn)滑過程中摩擦化學(xué)反應(yīng)機(jī)理的研究進(jìn)展

李久盛

（中國(guó)石油蘭州潤(rùn)滑油研究開發(fā)中心，甘肅蘭州 730060）

對(duì)近年來國(guó)內(nèi)外關(guān)于邊界潤(rùn)滑過程中摩擦化學(xué)研究工作的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行了調(diào)研、匯總和分析，主要內(nèi)容包括:邊界潤(rùn)滑膜的形成機(jī)理;基礎(chǔ)油及添加劑的摩擦化學(xué)反應(yīng);摩擦化學(xué)反應(yīng)膜的承載能力測(cè)定方法等。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合潤(rùn)滑油及其添加劑的發(fā)展趨勢(shì)對(duì)今后摩擦化學(xué)的熱點(diǎn)問題進(jìn)行了總結(jié)和展望。

摩擦化學(xué);邊界潤(rùn)滑;添加劑;摩擦化學(xué)反應(yīng)

0 引言

摩擦化學(xué)是摩擦學(xué)的一個(gè)重要分支，是化學(xué)與摩擦學(xué)的一個(gè)交叉學(xué)科，主要研究相對(duì)運(yùn)動(dòng)中的表面所發(fā)生的化學(xué)及物理化學(xué)變化。摩擦化學(xué)主要涉及兩大摩擦領(lǐng)域:干摩擦狀態(tài)下的摩擦化學(xué)及潤(rùn)滑狀態(tài)下的摩擦化學(xué)。干摩擦指相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)界面間沒有油脂或其他潤(rùn)滑液存在的摩擦狀態(tài);而油潤(rùn)滑則是指相對(duì)運(yùn)動(dòng)的界面完全浸于油脂中或界面有一層油脂潤(rùn)滑膜的摩擦狀態(tài)。

摩擦化學(xué)與熱化學(xué)有一定的差異，摩擦化學(xué)往往是在機(jī)械能、熱能、電能等共同作用下產(chǎn)生的化學(xué)變化，它與相對(duì)運(yùn)動(dòng)的摩擦表面所產(chǎn)生的各種物理與化學(xué)效應(yīng)直接相關(guān)，并且由磨損而引起的表面晶格缺陷和金屬新生面對(duì)化學(xué)反應(yīng)還具有催化作用，有時(shí)還可以激發(fā)某些反應(yīng)的發(fā)生。

具體來說，摩擦化學(xué)重點(diǎn)是對(duì)添加劑在摩擦過程中的作用機(jī)理進(jìn)行研究，這對(duì)于提高添加劑開發(fā)工作的目的性具有十分重要的意義。在本文中，對(duì)近年來國(guó)內(nèi)外摩擦化學(xué)的文獻(xiàn)進(jìn)行了調(diào)研，并結(jié)合自身的工作需要，選擇其中具有代表性的文獻(xiàn)進(jìn)行了整理，希望可以為今后添加劑的研發(fā)工作提供方法借鑒和理論指導(dǎo)。

1 邊界潤(rùn)滑膜的形成和潤(rùn)滑機(jī)理

1.1 邊界潤(rùn)滑的定義

所謂邊界潤(rùn)滑，是指油膜平均厚度小于摩擦副表面粗糙度狀態(tài)下的潤(rùn)滑，在相對(duì)運(yùn)動(dòng)過程中存在表面之間的直接接觸。具體來說，邊界潤(rùn)滑有如下特點(diǎn):

（1）摩擦表面之間的直接接觸承載了大部分的負(fù)荷;

（2）潤(rùn)滑劑與表面發(fā)生了化學(xué)反應(yīng);

（3）摩擦化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物對(duì)于摩擦過程中潤(rùn)滑效果起到了舉足輕重的作用;

（4）基礎(chǔ)油的黏度對(duì)于摩擦磨損的影響很小;

（5）一般發(fā)生在低速高負(fù)荷的工況，如軸承、齒輪、凸輪、蝸桿和活塞環(huán)等部件的工作環(huán)境。

邊界潤(rùn)滑狀態(tài)下摩擦表面之間的凹凸處發(fā)生碰撞，根據(jù)負(fù)荷和材料性質(zhì)的不同，表面會(huì)發(fā)生局部彈性形變和塑性形變，苛刻條件下還會(huì)發(fā)生斷裂。隨之發(fā)生能量釋放如機(jī)械能和熱，造成接觸點(diǎn)的瞬時(shí)溫度非常高，而新生表面具有很高的表面能和反應(yīng)活性，這些因素都會(huì)引發(fā)潤(rùn)滑劑與表面金屬之間的化學(xué)反應(yīng)，如氧化反應(yīng)（表面金屬的氧化和潤(rùn)滑劑的氧化）、潤(rùn)滑劑的分解反應(yīng)、表面催化反應(yīng)、聚合反應(yīng)和有機(jī)金屬化合物的生成等。Nakayama等［1］觀察到在摩擦過程中有斷裂化學(xué)鍵、外逸電子和帶電粒子出現(xiàn)，這些因素都促進(jìn)了摩擦化學(xué)反應(yīng)的發(fā)生。

1.2 邊界潤(rùn)滑膜的組成、外觀和形貌

有研究表明［2］，邊界潤(rùn)滑膜的化學(xué)組成主要是微米級(jí)大小的鐵或氧化鐵顆粒和大分子量的有機(jī)金屬化合物。如果有ZDDP或TCP等抗磨劑的存在，則潤(rùn)滑膜中會(huì)含有磷酸鐵等玻璃狀的磷酸鹽成分。潤(rùn)滑膜的外觀和形貌是斑駁的、連續(xù)或離散的，而且由于膜厚和所含元素的不同，呈現(xiàn)綠色到褐色等不同的顏色。從整體上來說，潤(rùn)滑膜的外觀和形貌與其潤(rùn)滑性能之間沒有直接的規(guī)律性關(guān)系。

邊界潤(rùn)滑膜的作用機(jī)理主要有:犧牲性的潤(rùn)滑膜、低剪切的界面潤(rùn)滑膜、摩擦改進(jìn)膜、抗剪切膜和承載膜等，邊界潤(rùn)滑膜不同的作用機(jī)理取決于環(huán)境條件和實(shí)際工況。圖1和圖2給出了兩種不同材料的潤(rùn)滑膜形貌和外觀。圖1是含有ZDDP的液體石蠟在SiN表面所形成的非常致密的潤(rùn)滑薄膜，其外觀和結(jié)構(gòu)與鐵－鐵界面十分類似;圖2是SiC表面有效的潤(rùn)滑膜。因?yàn)镾iC比SiN的脆度要大，需要形成更厚的潤(rùn)滑膜才能起到降低摩擦的作用。

圖1 含有1%ZDDP的液體石蠟潤(rùn)滑下的SiN表面磨斑形貌

圖2 含有1%二硫聯(lián)芐基的液體石蠟潤(rùn)滑下的SiC表面磨斑形貌

1.3 基礎(chǔ)油的化學(xué)反應(yīng)

在摩擦過程中，基礎(chǔ)油會(huì)發(fā)生氧化、熱分解和聚合反應(yīng)等。眾所周知，碳?xì)浠衔锏难趸瘷C(jī)理是自由基反應(yīng)，包含鏈引發(fā)、鏈增長(zhǎng)、鏈轉(zhuǎn)移和鏈終止。一些金屬如鐵、鉻、銅和鎳等會(huì)對(duì)其分解反應(yīng)起到催化作用，圖3給出了不同金屬在相同條件下的催化作用。

圖3 225℃下不同金屬對(duì)酯類基礎(chǔ)油的氧化催化作用

氧化反應(yīng)的過程中，基礎(chǔ)油的分子按照2種方式發(fā)生反應(yīng):較小的分子通過β－碳原子進(jìn)行分解;大分子的化合物通過縮合反應(yīng)生成聚合物，典型的縮合反應(yīng)如下式所示:

主要的化學(xué)反應(yīng)包括:氧化步驟;有機(jī)酸的生成;羥醛縮合生成高分子化合物。當(dāng)聚合物的分子量達(dá)到溶解性的極限（約10000）時(shí)，反應(yīng)產(chǎn)物變的不可溶，并沉積在摩擦表面。這些物質(zhì)可溶于極性溶劑如THF，并且可以用凝膠色譜按照分子量大小進(jìn)行分離［3］。

1.4 有機(jī)金屬化合物

摩擦化學(xué)反應(yīng)中一個(gè)重要的方面就是金屬的催化作用［4］。Klaus首先用中子活化分析方法確認(rèn)了氧化后潤(rùn)滑劑中油溶性有機(jī)金屬化合物的存在; Gates等人用凝膠色譜法和原子吸收光譜法對(duì)有機(jī)金屬化合物的分子量分布進(jìn)行了分析［5］，圖4給出的是全合成潤(rùn)滑劑（包含抗磨劑、分散劑和清凈劑等）隨著摩擦過程的進(jìn)行，有機(jī)金屬化合物的分布與時(shí)間的關(guān)系。

從圖4可以看出，有機(jī)金屬化合物的含量較少，但是其生成速度很快。光學(xué)顯微鏡觀察結(jié)果顯示，摩擦接觸開始1 m in后，邊界潤(rùn)滑膜已完全生成。隨著摩擦的進(jìn)行，有機(jī)鐵化合物的最大分子量穩(wěn)定在3000左右，說明摩擦過程中有機(jī)鐵化合物被剪切掉。在ASTM發(fā)動(dòng)機(jī)程序Ⅲ氧化試驗(yàn)中的凸輪軸和螺桿上，也發(fā)現(xiàn)生成了這類有機(jī)金屬化合物。

圖4 有機(jī)鐵化合物的分布與摩擦?xí)r間的關(guān)系

基礎(chǔ)油具有不同的化學(xué)組成，在氧化條件下也會(huì)發(fā)生不同的反應(yīng)。用高效液相色譜（HPLC）可以將基礎(chǔ)油分成不同的組分，如飽和組分、芳香族組分和極性組分等，然后用微氧化實(shí)驗(yàn)對(duì)不同的組分進(jìn)行測(cè)試，所生成的有機(jī)金屬化合物用GPC－GFAA進(jìn)行分析，結(jié)果見圖5。

從圖5中可以看出，氧化過程中，基礎(chǔ)油的極性組分生成有機(jī)金屬化合物的速率最大，芳香化合物其次，飽和組分所含有的有機(jī)金屬化合物最少。

圖5 不同基礎(chǔ)油組成所生成的有機(jī)金屬化合物

1.5 ZDDP的抗磨機(jī)理

ZDDP等抗磨劑在摩擦接觸過程中發(fā)生分解，在表面生成硬度大、韌性強(qiáng)的無定形潤(rùn)滑膜。Waltkins推測(cè)了玻璃狀多磷酸鹽的生成［6］;Martin等用EXAFS觀察了無定形摩擦膜［7］;Warren等考察了ZDDP潤(rùn)滑下摩擦膜的納米化學(xué)性質(zhì)［8］，發(fā)現(xiàn)高負(fù)荷下有高彈性的摩擦膜和減摩玻璃狀潤(rùn)滑膜的生成，磨斑表面的膜彈性強(qiáng)度高達(dá)200 GPa;稍低負(fù)荷下生成彈性－塑性的混合膜。

有研究表明，沒有基礎(chǔ)油復(fù)配的抗磨劑如ZDDP等單獨(dú)使用并不能表現(xiàn)出抗磨作用，這就意味著有效的抗磨膜必然伴隨著復(fù)雜的反應(yīng)產(chǎn)物，它們互相作用才能達(dá)到最佳的性能:為了承擔(dān)負(fù)荷，就必須形成硬度大的固體膜;為了分散壓力，提供犧牲性的抗剪切膜以免摩擦表面受到損害，就要生成柔軟的聚合物膜［3］;磨屑可能對(duì)于柔軟的聚合物膜有著強(qiáng)化作用。

1.6 邊界潤(rùn)滑膜設(shè)計(jì)

通過對(duì)有效邊界潤(rùn)滑膜所需的幾個(gè)要素進(jìn)行分析，可以確定:摩擦過程中，添加劑、基礎(chǔ)油和表面金屬之間的摩擦化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物中，不但要包括硬度大的、持久的負(fù)荷承載物，還要有軟的、易剪切的聚合物組分;反應(yīng)的活化能、動(dòng)力學(xué)要素必須和摩擦過程中的溫度范圍相適應(yīng);各種反應(yīng)條件的優(yōu)化目的是保證反應(yīng)產(chǎn)物的生成速率大于摩擦過程中的物理剪切速率;最后，磨屑強(qiáng)化的特殊摩擦化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物應(yīng)起到特殊的作用。綜合以上的概念，可以設(shè)想一個(gè)理想化的邊界潤(rùn)滑膜模型（見圖6）。

圖6 理想化的邊界潤(rùn)滑膜設(shè)計(jì)模型

對(duì)于理想化的邊界潤(rùn)滑膜，表面化學(xué)反應(yīng)的理解和控制提供了生成承載潤(rùn)滑膜的基礎(chǔ)。潤(rùn)滑劑分子間適當(dāng)?shù)酿ぶ饔煤驮诒砻嫔系奈?，可以生成固體膜;較強(qiáng)的鍵合作用，但是較弱的黏著力，可以生成柔軟的、可變形的、可分散壓力的膜組分;可移動(dòng)的物質(zhì)能夠提供易剪切的層組分，可以減少壓力向表面的滲透;根據(jù)摩擦條件苛刻程度的不同，可移動(dòng)的活性物質(zhì)能夠?qū)︷ず辖M分進(jìn)行補(bǔ)充，這一過程被稱作自修復(fù)或自復(fù)原作用，對(duì)于延長(zhǎng)苛刻條件下的機(jī)械部件的壽命十分重要。

2 化學(xué)反應(yīng)膜承載能力的測(cè)定

在邊界潤(rùn)滑條件下，極壓抗磨（EP）劑、摩擦系數(shù)改進(jìn)（FM）劑等都可以在摩擦表面形成吸附膜或化學(xué)反應(yīng)膜，如何從理論角度計(jì)算化學(xué)反應(yīng)膜的承載能力，是一個(gè)值得關(guān)注的問題。

有研究者在利用球盤試驗(yàn)機(jī)對(duì)潤(rùn)滑油進(jìn)行摩擦學(xué)性能評(píng)價(jià)時(shí)，發(fā)現(xiàn)不同類型EP/FM添加劑潤(rùn)滑下的鋼球磨斑在固定的壓力和滑動(dòng)速度下有一個(gè)特定值，當(dāng)磨斑直徑達(dá)到這一特定值后，在隨后的摩擦過程中不再增大;只有當(dāng)滑動(dòng)速度減小或壓力增大時(shí)，才會(huì)使磨斑增大［9］。分析其原因，是因?yàn)槟Σ吝^程中，摩擦副的壓力一部分由潤(rùn)滑劑承擔(dān)，另一部分由摩擦副的直接接觸承擔(dān);當(dāng)EP/FM添加劑加入到基礎(chǔ)油中后，潤(rùn)滑膜的形成對(duì)于減少表面磨損至關(guān)重要;滑動(dòng)點(diǎn)接觸條件下，在一定的速度和壓力下，磨斑將出現(xiàn)一個(gè)特定值，當(dāng)達(dá)到這個(gè)值后，磨斑在隨后的摩擦過程中不再增大，不同添加劑在同一基礎(chǔ)油中應(yīng)該有不同的特定值。

可以認(rèn)為:當(dāng)磨斑達(dá)到特定值后，作用于磨斑上的平均壓力等于化學(xué)膜的承載能力;在點(diǎn)接觸情況下，摩擦表面的直接接觸占有很大比重。如果表觀壓力等于摩擦副中較小的硬度，那么直接接觸近似于表觀接觸面積（圖7）。如果潤(rùn)滑過程中沒有化學(xué)膜形成，那么摩擦表面將非常粗糙（圖8），可以認(rèn)為相當(dāng)于干摩擦，直接接觸面積并不等于磨斑面積。

圖7 液體石蠟+硫磷化合物潤(rùn)滑下的鋼球磨斑表面

圖8 液體石蠟潤(rùn)滑下的鋼球磨斑表面

當(dāng)添加劑在邊界潤(rùn)滑條件下，在摩擦表面生成化學(xué)膜后，膜的承載能力就決定了磨斑和摩擦系數(shù)的大小。在混合潤(rùn)滑狀態(tài)，滑動(dòng)速度較高的情況下，化學(xué)反應(yīng)膜承擔(dān)了部分的壓力，而流體效應(yīng)承擔(dān)了另外的壓力。當(dāng)滑動(dòng)速度增大時(shí)，流體效應(yīng)也提高;相反的，如果滑動(dòng)速度減小為0，則全部的壓力都由化學(xué)膜承擔(dān)，即壓力作用于鋼球的直接接觸點(diǎn)。由添加劑與金屬生成的反應(yīng)膜的承載能力應(yīng)該是一個(gè)常數(shù)，可以通過對(duì)壓力－滑動(dòng)速度變化曲線進(jìn)行外推得到每個(gè)添加劑所生成化學(xué)膜的承載能力。同時(shí)，當(dāng)摩擦副處于特定的壓力和滑動(dòng)速度的時(shí)候，磨斑也應(yīng)該保持在特定的數(shù)值（見圖9，圖10）。

圖9 液體石蠟潤(rùn)滑下磨斑與滑動(dòng)距離的關(guān)系

圖10 加入5%羧酸鈣的液體石蠟潤(rùn)滑下磨斑與滑動(dòng)距離的關(guān)系

由于流體效應(yīng)承擔(dān)的負(fù)荷隨著滑動(dòng)速度增大而增大，那么鋼球磨斑的特定值在速度較大時(shí)應(yīng)小于速度較低時(shí)（見圖11）。根據(jù)以上的分析，可以得到表觀壓力與滑動(dòng)速度之間的關(guān)系曲線（見圖12），其中表觀壓力定義為磨斑上相應(yīng)區(qū)域所承載的壓力。如果滑動(dòng)速度不為0，則流體效應(yīng)包括于表觀壓力之中。從理論上講，流體效應(yīng)隨著滑動(dòng)速度的降低而減小，當(dāng)速度為0時(shí)減小為0，這時(shí)所有的壓力都由覆蓋著化學(xué)膜的直接接觸面承擔(dān)，即壓力幾乎由整個(gè)鋼球磨斑承擔(dān)。

圖11 壓力一定時(shí)磨斑與滑動(dòng)速度的關(guān)系

圖12 不同壓力下表觀壓力與滑動(dòng)速度之間的關(guān)系

外推圖12中的直線與縱坐標(biāo)（滑動(dòng)速度為0），可以得到不包括流體效應(yīng)的表觀壓力，即磨斑表面的直接壓力，也就是化學(xué)膜的承載負(fù)荷，可以推導(dǎo)出下列的線性方程:

其中，P v是包括流體效應(yīng)的表觀壓力，v是滑動(dòng)速度。此方程僅適用于加入5%羧酸鈣石蠟潤(rùn)滑下的滑動(dòng)點(diǎn)摩擦。

用光學(xué)顯微鏡觀察點(diǎn)摩擦下的潤(rùn)滑劑流動(dòng)狀態(tài)，可以看到?jīng)]有潤(rùn)滑劑明顯的從磨斑的出口流出，而在磨斑周圍有潤(rùn)滑劑流動(dòng)（見圖13）。研究者分析認(rèn)為，潤(rùn)滑劑以極薄膜的形式吸附在磨斑表面，稍多的潤(rùn)滑劑填充在磨斑表面的擦痕中，這些潤(rùn)滑劑足以與表面金屬反應(yīng)生成化學(xué)膜，摩擦過程中的流體效應(yīng)主要由直接接觸區(qū)域邊界的潤(rùn)滑劑產(chǎn)生。在磨斑的中心部分，相當(dāng)于2個(gè)光滑面的干摩擦，高速下強(qiáng)烈的流體效應(yīng)使得磨斑相當(dāng)?shù)男?相反的，較低速度下弱的流體效應(yīng)使磨斑增大。這種情況一直維持到特定磨斑大小的出現(xiàn)，當(dāng)達(dá)到這一特定值后，磨斑所承擔(dān)的負(fù)荷產(chǎn)生的接觸壓力就等于化學(xué)膜的承載能力。這時(shí)候的潤(rùn)滑處于混合的、完全彈性流體動(dòng)力潤(rùn)滑的狀態(tài)。

圖13 鋼球磨斑周圍潤(rùn)滑劑的流動(dòng)狀態(tài)

因此，對(duì)于已知的滑動(dòng)速度和應(yīng)用負(fù)荷，磨斑范圍A可以由方程式（1）所給出的表觀壓力P v算出:

化學(xué)膜所承擔(dān)的標(biāo)準(zhǔn)負(fù)荷W c可以表示為:

流體效應(yīng)所承擔(dān)的負(fù)荷W h可以表示為:

圖14中所示是不同滑動(dòng)速度下，流體效應(yīng)和直接接觸所承擔(dān)負(fù)荷的變化曲線。值得注意的是，只有當(dāng)所有磨斑在邊界潤(rùn)滑和混合潤(rùn)滑條件下保持一致順序的時(shí)候，上述預(yù)測(cè)才正確。

圖14 不同滑動(dòng)速度下流體效應(yīng)和直接接觸所承擔(dān)負(fù)荷的變化曲線

在文獻(xiàn)中，主要研究的是包括邊界潤(rùn)滑和彈性流體潤(rùn)滑的混合潤(rùn)滑狀態(tài)，其中化學(xué)膜最小厚度與摩擦表面粗糙度的比率遠(yuǎn)小于1，所以流入直接接觸區(qū)域的潤(rùn)滑劑量取決于表面的可潤(rùn)濕性和擦痕的深度。潤(rùn)滑油對(duì)表面的可潤(rùn)濕性決定了潤(rùn)滑劑的薄層厚度。潤(rùn)滑油和添加劑的量都足以與表面金屬生成化學(xué)膜，但不足以在摩擦過程中在直接接觸表面形成連續(xù)的流體膜，所以在摩擦過程中，流體效應(yīng)可以看作主要存在于磨斑邊界，中心區(qū)域則可予以忽視。在上述假設(shè)下，可以利用這一模型預(yù)測(cè)特定負(fù)荷和滑動(dòng)速度下的磨斑直徑。

如果在負(fù)荷和滑動(dòng)速度范圍內(nèi)，磨斑的變化較大，則會(huì)對(duì)流體效應(yīng)產(chǎn)生明顯的影響，磨斑的特定值不易得到，上述的模型不再適用于預(yù)測(cè)流體效應(yīng)。一般來說，磨斑直徑特定值在0.2～0.6 mm之間較為適用這一預(yù)測(cè)理論。

當(dāng)磨斑達(dá)到特定值時(shí)，磨斑上的平均壓力等于化學(xué)膜的承載能力，摩擦副處于混合的彈性流體潤(rùn)滑狀態(tài)。當(dāng)負(fù)荷增大或滑動(dòng)速度減小時(shí)，化學(xué)膜所承擔(dān)的壓力將超過其承載能力，磨斑也相應(yīng)的增大;當(dāng)滑動(dòng)速度增大或負(fù)荷降低，摩擦副將進(jìn)入完全的彈性流體潤(rùn)滑狀態(tài)。

為了計(jì)算化學(xué)膜的承載能力，認(rèn)為鋼球在平滑的表面上滑動(dòng)，進(jìn)而假設(shè)接觸壓力均勻地分布在磨斑表面。鋼球的頂點(diǎn)接觸壓力最大，最先發(fā)生磨損，磨斑表面的壓力由中心沿橢圓逐漸減小。接觸壓力越大，擦痕的深度越大，從而接觸壓力均勻地分布在磨斑表面。

另外值得注意的是，基礎(chǔ)油黏度是影響流體效應(yīng)的重要因素。在處于高壓力下的邊界潤(rùn)滑過程中，含有FM/EP添加劑的基礎(chǔ)油黏度不再如同完全彈性流體潤(rùn)滑下那樣具有明顯的影響;FM/EP添加劑的類型決定了磨斑直徑和化學(xué)膜承載能力的大小，承載能力大則磨斑小;具有一定承載能力的化學(xué)膜是磨斑特定值的決定因素，當(dāng)直接接觸壓力大于其承載能力時(shí)，摩擦表面發(fā)生磨損，磨斑增大直至到直接接觸壓力等于化學(xué)膜的承載能力，這個(gè)磨損區(qū)域在隨后的摩擦過程中不再增大，即磨斑極限值。

3 總結(jié)和展望

通過對(duì)以上文獻(xiàn)的分析和總結(jié)，可以得到以下的結(jié)論:

（1）對(duì)添加劑的研究工作，還是集中在ZDDP、TCP等模型化合物的基礎(chǔ)上，主要是采用多種現(xiàn)代分析方法對(duì)其摩擦學(xué)機(jī)理進(jìn)行深入、量化的考察;

（2）邊界潤(rùn)滑膜的設(shè)計(jì)受到了越來越多的重視，添加劑的開發(fā)主要側(cè)重于應(yīng)用，對(duì)新型分子結(jié)構(gòu)極壓抗磨添加劑的報(bào)道以專利為主;

（3）由于受到分析手段和在線檢測(cè)方法的限制，典型添加劑如ZDDP、含氮化合物、硼酸酯等在摩擦過程中的化學(xué)反應(yīng)機(jī)理尚未得到詳盡、確定的結(jié)論，仍然需要進(jìn)行大量的工作;

（4）受環(huán)保和節(jié)能的要求，對(duì)于添加劑的性能也提出了新的要求，開發(fā)環(huán)保型的減摩添加劑對(duì)于高檔油品的開發(fā)工作具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義;

（5）基礎(chǔ)油和添加劑之間的協(xié)同作用，尚未得到應(yīng)有的重視，為了促進(jìn)油品開發(fā)工作的順利進(jìn)行，應(yīng)該盡快開展這一領(lǐng)域的研究工作。

深入研究和理解邊界潤(rùn)滑過程中的摩擦化學(xué)反應(yīng)機(jī)理，對(duì)于進(jìn)行添加劑的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，研制具有應(yīng)用前景的添加劑具有十分重要的作用。作為添加劑研發(fā)人員，應(yīng)該主動(dòng)學(xué)習(xí)相關(guān)的理論知識(shí)，掌握添加劑分子結(jié)構(gòu)與其性能之間的規(guī)律性關(guān)系，并在研發(fā)工作中加以應(yīng)用，這有助于增強(qiáng)添加劑研發(fā)工作的目的性，大大提高課題研究的效率。

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Developmentof Tribochemistry Research in Boundary Lubrication

LI Jiu－sheng
（PetroChina Lanzhou Lubricating OilR＆D Institute，Lanzhou 730060，China）

In this paper，m any references concerning about tribochem istry research in boundary lubrication w ere collected and analyzed.The m ain contents include the form ation m echanism of boundary lubricating film，tribochem ical reactions of base oiland additives，and the determ ination m ethod for load capacity of tribochem ical reaction film s.Based on the above，the developm ent trends of tribochem istry research field w ere summ arized and preview ed.

tribochem istry;boundary lubrication;additive;tribochem ical reaction

TE624.82

A

1002-3119（2011）06-0029-07

2011－05－31。

李久盛（1974－），男，副教授，2002年畢業(yè)于上海交通大學(xué)，獲材料科學(xué)博士，現(xiàn)主要從事潤(rùn)滑油添加劑的合成、摩擦學(xué)機(jī)理研究工作，已在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊公開發(fā)表論文50余篇。