第十五届全国摩擦学大会暨全国青年摩擦学学术会议

1002 / 2022-07-10 19:31:13

纳米颗粒添加离子液体的电控增摩研究

    在摩擦副间施加电流是主动控制摩擦系数的一种重要方法。目前针对电控摩擦的研究多集中在电控减摩，而对电控增摩研究较少。电控增摩在机械传动、摩擦阻尼减振等领域有潜在应用价值。本研究以1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体为基液，添加Fe₃O₄、Cu、TiO₂、SiO₂、CuO纳米颗粒作为润滑介质，测试了载流条件下的增摩性能。结果表明纯离子液体、添加纳米颗粒离子液体作为润滑介质时，在一定电流下钢-钢摩擦副间的摩擦系数均出现突变增长，即电控增摩。添加纳米颗粒后的离子液体增摩幅度明显提升，不同纳米颗粒添加对离子液体增摩能力的提高排序为SiO₂＞CuO＞Fe₃O₄＞TiO₂＞Cu。其中，SiO₂在25A时具有最优增摩效果，摩擦系数相对无电流状态瞬时增长270%。电控增摩的机理为离子液体形成的润滑膜因电流击穿而发生暂时性失效，导致摩擦副间摩擦系数瞬时加剧。纳米颗粒在载流条件下产生电致沉积效应，使油膜的完整性和流动性降低，因此添加纳米颗粒的离子液体增摩能力提高。且非导电颗粒SiO₂、CuO还会造成离子液体的导电性能衰减，降低润滑膜导电性能，使离子液体润滑性能进一步下降，润滑膜更容易被击穿，从而进一步增大摩擦。因此，将添加纳米颗粒的离子液体作为润滑介质可以实现较大幅度的电控增摩。