外加电场下离子液体磨损机理研究

离子液体具有极低的蒸气压、不可燃性、高的热稳定性、低熔点及导电性等特性正是高技术工业领域中高性能润滑剂所需要的。因此，离子液体很有希望作为新一代高性能的液体润滑剂在高温、高真空环境下的特殊机械、微/纳米电子机械系统（M/NEMS）和磁记录材料的润滑防护中得到应用。离子液体与传统润滑剂相比最大的不同在于其导电性，因此还可作为电接触润滑剂，同时，在其某些应用环境中不可避免的存在电场，因此，外加电场对离子液体摩擦磨损性能的影响是个亟待研究的课题，但是目前国内外尚未见关于离子液体在电场/电势作用下摩擦学性质的文献报道。因此，本申请拟设计合成不同系列的离子液体，考察其在不同强度的外加电场下的摩擦学性能，揭示不同元素、不同基团等组分结构与其导电性和摩擦磨损性能之间的关系，探索外加电场下离子液体摩擦磨损机理，从而为发展电场环境下具有低摩擦、高可靠及长寿命的高性能润滑剂提供理论依据和技术支撑。

针对空间工业和信息技术对高可靠性、长寿命、低摩擦系数润滑材料的需求，从分子结构入手，设计合成了一系列离子液体，表征其理化性质；系统考察了不同离子液体在未加电场作用下的摩擦磨损性能，系统考察不同电场强度对离子液体摩擦学性能的影响，揭示分子结构、理化性能与摩擦学性能的关系规律；采用SEM、XPS等分析测试手段，对摩擦前后表面形貌、成分、化学状态进行表征和分析，探讨润滑剂在不同电场强度下的润滑和磨损失效机理。在此基础上通过分子设计与合成具有低表面能、超低蒸气压、高低温性能优良的一系列含有不同官能团的离子液体润滑剂（含羟基、羧基、双键等离子液体化合物），并进行了初步的理论研究和应用研究，为空间工业和信息技术的润滑防护提供理论依据和技术基础。. 在本项目的支持下，课题组共发表论文7篇，其中SCI收录论文2篇，CSCD收录5篇，基本上完成了项目预定的任务。