本文涉及潤滑材料，具體涉及一種超滑系統(tǒng)以及原位實現(xiàn)油基液體超滑的方法。

背景技術(shù)：

1、碳基薄膜是一種具有強韌與潤滑一體化特性的新型材料。碳基薄膜材料能夠有效降低零部件的摩擦和磨損，因而在航天、航空和深海艦艇領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。隨著超滑概念的提出，如何實現(xiàn)碳基薄膜的魯棒性超滑是國內(nèi)外研究的熱點內(nèi)容，特別是在碳基薄膜表面實現(xiàn)油基液體超滑。其中，油基潤滑體系由于其熱穩(wěn)定性高、難以揮發(fā)且不易受環(huán)境濕度影響，是最具工程應(yīng)用價值的超滑體系之一；同時，油基潤滑液的廢液可循環(huán)回收，深度契合我國綠色可持續(xù)發(fā)展理念。

2、然而，碳基薄膜的高化學(xué)惰性導(dǎo)致其難以與油基液體發(fā)生摩擦化學(xué)反應(yīng)，進而無法實現(xiàn)超滑。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、以下是對本文詳細描述的主題的概述。本概述并非是為了限制權(quán)利要求的保護范圍。

2、針對上述技術(shù)難題，本技術(shù)創(chuàng)新超滑效果的實現(xiàn)路徑，提供一種面向碳基薄膜、實現(xiàn)油基液體超滑的預(yù)磨合潤滑液及其制備方法以及超滑系統(tǒng)和原位實現(xiàn)油基液體超滑的方法，本技術(shù)所述方法已實現(xiàn)多種油基液體在碳基薄膜表面的魯棒性超滑。

3、本技術(shù)第一方面提供了一種預(yù)磨合潤滑液，所述預(yù)磨合潤滑液，按重量百分比，包括以下組成：摩擦改進劑：0.01％-15.0％，及余量多元脂肪醇。

4、在一種示例性實施例中，所述預(yù)磨合潤滑液，按重量百分比，由以下組分組成：摩擦改進劑：0.01％-15.0％，及余量多元脂肪醇。

5、在一種示例性實施例中，所述摩擦改進劑為c1-10烷基硫酸酯和c1-10烷基亞硫酸酯中的一種或兩種；優(yōu)選c1-8烷基硫酸酯和c1-8烷基亞硫酸酯中的一種或兩種，更優(yōu)選c1-5烷基硫酸酯和c1-5烷基亞硫酸酯中的一種或兩種。

6、在一種示例性實施例中，所述烷基硫酸酯的結(jié)構(gòu)為：r1o-so2-or2，其中，r1與r2為相同或不同的c1-5烷基。

7、在一種示例性實施例中，所述烷基亞硫酸酯的結(jié)構(gòu)為：r3o-s(＝o)-or4，其中，r3與r4為相同或不同的c1-5烷基。

8、在一種示例性實施例中，所述烷基硫酸酯選自硫酸二乙酯、硫酸二丙酯、硫酸二丁酯、硫酸二戊酯中的一種或多種任意比例的混合物。

9、在一種示例性實施例中，所述烷基亞硫酸酯選自亞硫酸二乙酯、亞硫酸二丙酯、亞硫酸二丁酯、亞硫酸二戊酯中的一種或多種任意比例的混合物。

10、在一種示例性實施例中，所述多元脂肪醇為碳原子個數(shù)為2-20且羥基數(shù)量不少于2的脂肪醇中的一種或多種任意比例的混合物。本文所用術(shù)語“多元脂肪醇”包括：鏈烴多元醇和環(huán)狀多元醇，其中，所述鏈烴多元醇任選地包括一個或多個醚基、烯烴基或炔烴基。

11、在一種示例性實施例中，所述多元脂肪醇可選自三乙二醇、乙二醇、丙二醇(例如，1,3-丙二醇、1,2-丙二醇)、丙三醇(例如，1,3-丙二醇、1,2-丙二醇)中的一種或多種。

12、在一種示例性實施例中，所述摩擦改進劑選自亞硫酸二丙酯、硫酸二乙酯中的一種或兩種。

13、在一種示例性實施例中，所述預(yù)磨合潤滑液，按重量百分比，由以下組分組成：亞硫酸二丙酯10％及余量三乙二醇；或

14、所述預(yù)磨合潤滑液，按重量百分比，由以下組分組成：亞硫酸二丙酯2％、硫酸二乙酯3％和余量的乙二醇；或

15、所述預(yù)磨合潤滑液，按重量百分比，由以下組分組成：亞硫酸二丙酯2％、硫酸二乙酯3％、丙三醇5％、乙二醇30％、丙二醇10％、三乙二醇50％。

16、本技術(shù)第二方面提供了一種上述預(yù)磨合潤滑液的制備方法，包括：按照配比，將摩擦改進劑和多元脂肪醇混合均勻，即得所述預(yù)磨合潤滑液。

17、本技術(shù)第三方面提供了一種通過上述方法制備的預(yù)磨合潤滑液。

18、本技術(shù)第四個方面提供了一種超滑系統(tǒng)，所述超滑系統(tǒng)以氮化硅、二氧化硅、氧化鋯或鎢鋼中的任意一種與碳基薄膜作為摩擦副，以油基液體作為潤滑劑，并在所述摩擦副表面預(yù)先滴加或涂覆所述預(yù)磨合潤滑液。

19、在一種示例性實施例中，所述油基液體為非飽和油基液體；

20、任選地，所述油基液體選自油酸、蓖麻油、大豆油、聚α-烯烴(pao)和硅油中的一種或多種任意比例的混合物；

21、任選地，所述聚α-烯烴選自pao?2、pao?4和pao?10中的一種或多種任意比例的混合物；

22、任選地，所述硅油選自甲基硅油、乙基硅油、苯基硅油、氟化硅油和氨基硅油中的一種或多種任意比例的混合物。

23、在一種示例性實施例中，所述超滑系統(tǒng)以碳基薄膜/氮化硅陶瓷作為摩擦副。

24、在一種示例性實施例中，所述碳基薄膜為無氫非晶碳基薄膜；

25、任選地，所述碳基薄膜選自非晶碳基薄膜(a-c)和四面體非晶碳基薄膜(ta-c)中的至少一種。

26、本技術(shù)第五個方面提供了一種在上述超滑系統(tǒng)中原位實現(xiàn)油基液體超滑方法，所述方法包括：

27、1)將所述預(yù)磨合潤滑液滴加或涂覆至所述摩擦副的表面并磨合；

28、2)清理所述摩擦副的表面后，將油基液體滴加至步驟1)得到的所述摩擦副的表面，即可在所述超滑系統(tǒng)中原位實現(xiàn)油基液體超滑。

29、在一種示例性實施例中，步驟1)包括：將所述預(yù)磨合潤滑液滴加或涂覆至所述摩擦副的表面，在轉(zhuǎn)速為v1和赫茲接觸應(yīng)力為p1的條件下運行0-120分鐘，其中，這里的運行時間不包括0。

30、在一種示例性實施例中，步驟2)包括：清理所述摩擦副的表面后，將所述油基液體滴加至步驟1)得到的所述摩擦副的表面，在轉(zhuǎn)速為v2和赫茲接觸應(yīng)力為p2的條件下進行摩擦，即可在所述超滑系統(tǒng)中原位實現(xiàn)油基液體超滑。

31、在一種示例性實施例中，所述轉(zhuǎn)速v1和v2的范圍為：

32、0mm/s≤v1≤300mm/s，0mm/s≤v2≤1000mm/s，且滿足v1≤v2。

33、在一種示例性實施例中，所述赫茲接觸應(yīng)力p1和p2的范圍為：

34、0mpa＜p1≤2000mpa，0mpa＜p2≤500mpa，且滿足p1≥p2。

35、在一種示例性實施例中，所述方法包括以下步驟：

36、1)將所述預(yù)磨合潤滑液滴加至或涂覆非晶碳基薄膜a-c/氮化硅陶瓷配副的表面，在轉(zhuǎn)速為31.4mm/s和赫茲接觸應(yīng)力1.5gpa的條件下運行10分鐘；其中，所述預(yù)磨合潤滑液，按重量百分比，由以下組分組成：亞硫酸二丙酯10％及余量三乙二醇；

37、2)清理非晶碳基薄膜a-c/氮化硅陶瓷配副表面后，將甲基硅油滴加至步驟1)得到的碳基薄膜/氮化硅陶瓷配副的表面，在轉(zhuǎn)速為62.8mm/s和赫茲接觸應(yīng)力為89mpa的條件下進行摩擦，即可在所述超滑系統(tǒng)中原位實現(xiàn)油基液體超滑。

38、在一種示例性實施例中，所述方法包括：

39、1)將預(yù)磨合潤滑液滴加或涂覆至四面體非晶碳基薄膜ta-c/氮化硅陶瓷配副的表面，在轉(zhuǎn)速為31.4mm/s和赫茲接觸應(yīng)力1.5gpa的條件下運行10分鐘；其中，所述預(yù)磨合潤滑液，按重量百分比，由以下組分組成：亞硫酸二丙酯2％、硫酸二乙酯3％和余量的乙二醇；

40、2)清理四面體非晶碳基薄膜ta-c/氮化硅陶瓷配副表面后，將pao?4滴加至四面體非晶碳基薄膜ta-c/氮化硅陶瓷配副的表面，在轉(zhuǎn)速為62.8mm/s和赫茲接觸應(yīng)力為90mpa的條件下進行摩擦，即可在所述超滑系統(tǒng)中原位實現(xiàn)油基液體超滑。

41、在一種示例性實施例中，所述方法包括：

42、1)將預(yù)磨合潤滑液滴加或涂覆至非晶碳基薄膜a-c/氮化硅陶瓷配副的表面，在轉(zhuǎn)速為31.4mm/s和赫茲接觸應(yīng)力1.5gpa的條件下運行10分鐘；其中，所述預(yù)磨合潤滑液，按重量百分比，由以下組分組成：亞硫酸二丙酯2％、硫酸二乙酯3％、丙三醇5％、乙二醇30％、丙二醇10％、三乙二醇50％；

43、2)清理非晶碳基薄膜a-c/氮化硅陶瓷配副表面后，將油基液體滴加至非晶碳基薄膜a-c/氮化硅陶瓷配副的表面，在轉(zhuǎn)速為62.8mm/s和赫茲接觸應(yīng)力為87mpa的條件下進行摩擦，即可在所述超滑系統(tǒng)中原位實現(xiàn)油基液體超滑；其中，所述油基液體，按重量百分比，由以下組分組成：油酸2％、甲基硅油20％、pao?2?50％、pao?4?28％。

44、本技術(shù)具有以下技術(shù)效果：

45、1.本技術(shù)提供了一種在超滑系統(tǒng)中原位實現(xiàn)油基液體超滑的方法，解決了碳基薄膜表面的油基液體難以實現(xiàn)超滑的技術(shù)難題，已實現(xiàn)多種油基液體及其混合物在碳基薄膜/氮化硅配副表面的魯棒性超滑。

46、2.本技術(shù)的超滑系統(tǒng)和原位實現(xiàn)油基液體超滑的方法對多種碳基薄膜具有優(yōu)異的適應(yīng)性，不依賴于涂層制備方法，對涂層表面粗糙度和結(jié)合力等參數(shù)的敏感性較低，具有廣泛的工業(yè)應(yīng)用價值。

47、3.本技術(shù)的超滑系統(tǒng)和原位實現(xiàn)油基液體超滑的方法所涉及的油基液體具備高適應(yīng)性特征，結(jié)合實際工業(yè)潤滑環(huán)境，通過組分及含量的合理設(shè)計，可實現(xiàn)摩擦系數(shù)的可控調(diào)整。

48、本技術(shù)的其它特征和優(yōu)點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本技術(shù)而了解。本技術(shù)的其他優(yōu)點可通過在說明書以及附圖中所描述的方案來實現(xiàn)和獲得。