基于吸湿行为下的功能化离子液体的摩擦学特性研究

基本信息
批准号:51705506
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:24.00
负责人:乔旦
学科分类:
依托单位:中国科学院兰州化学物理研究所
批准年份:2017
结题年份:2020
起止时间:2018-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:程军,张松伟,韩云燕,黄国威,剡珍,巴召文
关键词:
离子液体微观结构表界面行为吸湿行为摩擦学特性
结项摘要

Ionic liquid becomes a new generation of high performance liquid lubricant because of the excellent intrinsic properties. However, the hygroscopic behavior of ionic liquid is inevitable during the storage and application process because of the special structural factors. Interestingly, the interaction between the hygroscopic behavior and lubricating property is not reported. Based on the above discussion, it is determined to carry out the study of the hygroscopic behavior under the different temperature and humidity conditions with different task-specific ionic liquids. Initially, the variations of microstructure for ionic liquids are studied after the hygroscopic tests through the instrument detection and simulation. And then, the effect of the hygroscopicity on physical property is investigated. The wettability of the ionic liquid on the friction material surface is quantitative assessed. Furthermore, the adsorption of the ionic liquid after the hygroscopic tests on the friction material surface is detected. Finally, the tribological properties under different working conditions are examined. The effect of physical property and surface/interfacial behavior on the tribological property is obtained by friction coefficient measurement and observation of lubrication film formation, as well as the characterization of the worn surface through high-resolution transmission electron microscopy and in-situ Raman spectroscopy. Moreover, the qualitative relationship between the hygroscopic behavior and lubricating property is proposed. Fortunately, the theoretical support and technical guidance are provided for industrial application of ionic liquid lubricant based on the implementation of this project.

离子液体因其自身优异的特性成为高性能的液体润滑剂。然而因离子液体特殊的结构因素,使得其在储存和使用过程中,吸湿行为的发生难以避免,而吸湿行为与润滑性能之间的相互影响关系未见报道。本项目拟以不同的功能化离子液体作为研究对象,考察其在不同温湿度条件下的吸湿行为;通过仪器检测与模拟计算研究吸湿后离子液体微观结构的变化、测试其物理性质的改变、量化性的评估吸湿后的离子液体在摩擦副材料表面的润湿性大小、检测吸湿性离子液体在摩擦副材料表面的吸附作用,然后考察其在不同工况下的摩擦学特性。通过摩擦系数变化和润滑膜形成的实时监测、高分辨透射电镜和原位拉曼光谱等手段对磨损表面的表征,获得物理性质与表界面行为的改变对摩擦学特性的影响,进而提出离子液体吸湿行为与润滑性能之间的定性表达。本项目的实施将为离子液体润滑剂的工业化应用提供重要的理论支持和技术指导。

项目摘要

离子液体因其自身优异的特性成为高性能的液体润滑剂。然而因离子液体特殊的结构因素,使得其在储存和使用过程中,吸湿行为的发生难以避免,而吸湿行为与润滑性能之间的相互影响关系未见报道。本项目以不同的功能化离子液体作为研究对象,考察其在不同温湿度条件下的吸湿行为;通过红外检测与模拟计算研究吸湿后离子液体微观结构的变化、测试其物理性质的改变、量化性的评估吸湿后的离子液体在摩擦副材料表面的润湿性大小、计算吸湿性离子液体在摩擦副材料表面的吸附作用,然后考察其在不同工况下的摩擦学特性。通过摩擦系数变化和润滑膜形成的实时监测、高分辨透射电镜和原位拉曼光谱等手段对磨损表面的表征,获得物理性质与表界面行为的改变对摩擦学特性的影响,揭示离子液体吸湿行为与润滑性能之间的定性表达,明确离子液体的吸湿性能对其润滑性能的影响,同时在特定的工况条件下通过环境改变对离子液体润滑性能进行调节。本项目的实施为离子液体润滑剂的工业化应用提供重要的理论支持和技术指导。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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