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硼酸盐润滑剂的极压原理

浏览次数: 日期:2016-07-26

Pb-S型在低速时有优良的载荷能力,是因为在滑动表面上沉积了固休的硫酸铅膜所起的作用。但在高速高负荷下该膜是经受不住的,因为磨掉膜比在表面生成膜快[1]

S-P型润滑剂生成的膜是与金属表面起化学反应生成硫化铁和磷酸铁,并加速氧化铁的生成[8-9]。这些膜是铁的腐蚀产物[1]

硼酸盐的极压机理与普通润滑剂不同。普通润滑剂的极压膜是由于齿轮表面滑动时产生的热和压力下与铁发生化学反应生成的。硼酸盐润滑剂在极压状态下,不与金属表面起化学反应,不是生成化学膜来起润滑作用,而是在摩擦表面生成半固体(弹性的)、粘着力强的、非牺牲nonsacrificial)的膜[1]

AdamsGodfrey认为[1],两个滑动表面会产生电荷,胶体的带电离子颗粒(如硼酸盐分散体)朝一个表面或另一个表面移动并沉积。这样就在齿轮表面和轴承表面生成了硼酸盐膜,而滑动又会改善膜对金属的粘附性。硼酸盐膜的厚度为过去的极压剂形成的极压膜厚度的1020[10]。这种膜能承受金属与金属的接触,特别能承受冲击负荷。用硼酸盐润滑剂和S-P型润滑剂的电泳试验证实了这一理论。在电场中,阴极表面较快地生成了硼酸盐膜,S-P型润滑剂在阴极或阳极都没有沉积。在低粘度的基础油中,硼酸盐粒子移动得较快,既进一步证实了硼酸盐添加剂的电泳理论,也解释了为什么硼酸盐添加剂在低粘度油中有较高的载荷能力。

X射线和电子衍射分析发现硼酸盐膜是非晶体或无定形的。还发现其膜在沸腾的蒸馏水中是不溶的,甚至在空气中温度升至400时膜还是稳定的。硼酸盐膜的水不溶性与硼酸添加剂本身相反,这也解释了在很多湿气系统中硼酸盐膜有满意的极压性能[1]

电子光谱化学分析(ESCA)指出[1],因为硼酸盐膜与钢表面的水合氧化铁相互作用,使硼酸盐膜不仅是半固体的,而且与摩擦表面有较强的化学结合力。硼酸盐分散体结构是每个三硼酸钾含有二个至三个可提供氢键的羟基。硼酸盐的羟基与金属表面的水合氧化铁生成氢键。用单离子质谱(SIMS[1]扫描梯姆肯块上的膜作电子激发解吸试验,与硼酸钾一道产生了一个大的氢键峰,认为这是膜里的羟基。

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