固液复合润滑的数值模拟和实验验证

基本信息
批准号:51905522
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:25.00
负责人:念敬妍
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:2019
结题年份:2022
起止时间:2020-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:
关键词:
固(aC)双相润滑摩擦学设计WCNi 纳米涂层烷基环戊烷数值模拟
结项摘要

With the constant development of science and technology, the working conditions of mechanical parts have become increasingly harsh, and the higher requirements for lubrication technology has been put forward. Therefore, a new and efficient lubrication technology is of great significance. Traditional lubrication of hydrocarbon oil focus on the fluid lubrication properties of lubricant, there is insufficient knowledge for the intrinsic chemical properties of lubricant, and the technological research for liquid-solid (a-C) compound lubrication of lubricant itself based on tribo-chemistry is ignored. In this work, Alkyl cyclopentane, a space hydrocarbon lubricant with variable structure, will be selected, the liquid-solid (a-C) dual-phase lubrication effect of WC-Ni coating lubricated by alkyl cyclopentane will be studied combining with numerical simulation and experimental verification, the micro-synergistic lubrication mechanism of liquid-solid lubricant will be revealed, and the relationship among molecular structure, density, shear viscosity, friction heat, load-carrying capacity, boundary film-forming capacity and critical temperature of catalytic dehydrogenation of alkyl cyclopentane, load, temperature, and shear rate will be studied; the "genes" that determine the lubrication performance of liquid-solid (a-C) dual-phase lubrication will be identified, and the lubrication database of alkyl cyclopentane will be established, which will provide guidance for the development and design of new lubricants; finally, a universal numerical model of solid-liquid composite lubrication will be established, and it will be extended to other systems.

随着科技进步,机械部件工作条件愈发苛刻,对润滑技术提出了更高要求, 新型高效润滑技术的研究意义重大。传统碳氢油润滑只注重其流体润滑特性,忽略了润滑剂的化学特性,基于摩擦化学实现液体润滑衍生为液-固(a-C:无定型碳)双相润滑被忽视。本项目将选择结构多变的航天碳氢润滑油烷基环戊烷,结合数值模拟与实验验证,研究WC-Ni涂层烷基环戊烷的液固(a-C)双相润滑效应,揭示液固润滑剂的微观协同润滑机制,厘清烷基环戊烷分子结构、密度、剪切粘度、摩擦生成热、承载能力、边界成膜能力、催化脱氢临界温度、载荷、温度以及剪切速率等因素与液-固(a-C)双相润滑效应的关联规律;找出决定液-固( a-C )双相润滑性能优劣的“基因”,建立航天润滑油烷基环戊烷的润滑数据库,为新型润滑油的开发设计提供指导;最终建立一个普适的固液复合润滑数值模拟方法,并将其推广到其它体系。

项目摘要

以不同链长直链烷基环戊烷为对象,建立了数值模拟方法并优化了计算参数,探究了每个-CH2- 单元的增加对直链烷基环戊烷润滑剂的本征属性如密度、剪切粘度、边界成膜能力、热裂解和镍催化脱氢临界温度的影响。揭示了直链烷基环戊烷液固( a-C )协同润滑机制,找到了决定液固( a-C )协同润滑性能优劣的“基因”。建立了润滑材料数据模板,基于Python开发了于windows 10系统下运行的包含烷基环戊烷数据库的润滑材料科学数据管理系统。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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