1173 / 2023-03-16 21:42:35

电场作用下离子的超低摩擦机理研究

离子液体的理化性质可通过改变其分子结构和阴、阳离子配位来调控，其中电场环境下离子液体分子结构对润滑性能的影响机理研究较为广泛，但电场作用下离子液体的阴、阳离子分别对润滑性能的影响规律缺乏系统研究。为揭示电场作用下阴、阳离子各自对润滑性能的影响机理，本研究以阴、阳离子作为变量分别研究其在电场作用下对润滑性能的影响机理。以聚乙二醇(PEG200)为基础油，将不同种类的盐与其混合形成离子液体。使用轴承钢(GCr15)作为摩擦副，利用自主改装的多功能摩擦磨损试验机(UMT-3)在电场环境下对离子液体的摩擦性能及机理开展研究。结果表明，电压大小与方向对离子液体润滑性能影响显著，对于一种离子液体，存在一个使其实现最低摩擦系数的最优电压。该最优电压随离子液体的阴、阳离子的改变而发生偏移，而最低摩擦系数值主要受阳离子种类的影响。分析表明，阳离子为锂、钠离子时离子液体优异的摩擦性能主要归因于阳离子在外电场作用下会向负极（钢球）偏移，导致两接触表面上的边界膜组分不同，从而降低摩擦。本项工作在电场作用下实现了宏观尺度下的超低摩擦(0.011)，对电场作用下离子液体的摩擦机理研究具有重要意义。