一种超滑体系及其应用制造技术

本发明专利技术提供一种超滑体系，所述超滑体系是以己二酸二(2

【技术实现步骤摘要】
一种超滑体系及其应用


[0001]本专利技术涉及润滑材料
，具体是一种超滑体系及其应用。

技术介绍

[0002]人类社会生产生活离不开摩擦与润滑，人类的发展与其密切相关。在高性能的润滑系统中，超滑作为一种提高生产效率、降低能耗的最有效的方式之一越来越得到人们的广泛关注，其中超滑系统的设计尤为引人重视。所谓超滑是指能实现摩擦系数在0.001量级或以下的摩擦行为。超滑有望大幅度降低摩擦能耗、材料磨损和摩擦噪声，实现机械的精密控制。
[0003]碳化硅(SiC)是Si和C两种元素组合的稳定化合物，其结构和性能非常独特。它是典型的共价键化合物，具有非常多的同素异构体，且每一种同素异构体中的每一个碳原子都被4个硅原子紧密包围，同时每一个硅原子也都被4个碳原子紧密包围，即每个原子与其四个最相邻的其他元素的原子以SP3杂化的共价键结合成正四面体结构。所有的碳化硅同素异构体都可看成是由一种基本结构完全相同的正四面体型硅
‑
碳双原子层堆垛而成，不同的同素异构体的区别仅仅是双原子层的堆垛次序。由于它的结构特征，碳化硅晶体是目前所知最硬的物质之一，同时它的化学性能十分稳定，且在常压下不熔化，加热至2300℃左右升华，它的导热性能良好、抗冲击好，因此可以用于具有优良的耐化学腐蚀、耐磨、耐高温，摩擦系数小、导热系数高、热膨胀系数低，抗高温蠕变及机械强度高的自润滑机械材料。
[0004]氮化硅(Si3N4)是Si和N两种元素组合的稳定无机物，为原子晶体，正八面体结构，正八面体的两个顶是Si，四个N是八面体的中间平面的4个点，以这四个N产生的平面的中心即为第三个Si的位置，即每个Si都连着四个N，每个N都连着3个硅，N
‑
N之间没有连接。氮化硅是一种重要的结构陶瓷材料，强度很高，尤其是热压氮化硅，是世界上最坚硬的物质之一，硬度大，本身具有润滑性，耐磨性，高温抗氧化性，抵抗冷热冲击，且具有惊人的耐化学腐蚀性能，同时又是一种高性能电绝缘材料。因此人们常常利用氮化硅来制造轴承、气轮机叶片、机械密封环、永久性模具等机械构件。
[0005]聚酰亚胺(polyimide,简称PI)是一种新型耐高温工程塑料，它是四酸二酐与二胺的亚胺化反应而形成的高分子材料，作为一种耐磨材料广泛应用于高温，耐化学介质、耐辐射、自润滑的机械领域。
[0006]双酯(diester，简称DE)是一种广泛应用的重要的工业润滑酯类基础油成分，产量大，价格便宜，能够普遍运用于机械领域。不同于矿物润滑油低温性能差的缺点，双酯能作为生产低凝润滑油的原料，用于飞机、车辆、机枪和铁路机车等机械部件。
[0007]尽管碳化硅或氮化硅及聚酰亚胺都广泛用于机械领域，都能直接用作自润滑材料，但整个运动体系依然达不到超低摩擦状态。因此使用广泛应用的双酯作为润滑剂，碳化硅或氮化硅/聚酰亚胺配副实现稳定超滑状态，以及实际在机械领域运用的探索依然具有重要的意义。

技术实现思路

[0008]针对上述现有技术的不足，本专利技术提供一种超滑体系及其应用，实现摩擦系数至0.001量级，发生超滑现象。
[0009]本专利技术提供的技术方案：一种超滑体系，所述超滑体系是以己二酸二(2
‑
乙基己基)酯为润滑剂，碳化硅或氮化硅/聚酰亚胺作为摩擦副。
[0010]所述己二酸二(2
‑
乙基己基)酯的分子结构式如下：
[0011][0012]进一步，所述聚酰亚胺材料为PMDA(pyromellitic dianhydride，均苯四甲酸二酐)
‑
ODA(4,4'
‑
oxybisbenzenamine，4,4
’‑
二氨基二苯醚)型聚酰亚胺。
[0013]一种超滑体系的应用，以己二酸二(2
‑
乙基己基)酯为机械部件的润滑剂，碳化硅或氮化硅及聚酰亚胺作为机械部件的配副材料。
[0014]进一步的，所述超滑体系应用于轴承中，以己二酸二(2
‑
乙基己基)酯为润滑剂，碳化硅或氮化硅与聚酰亚胺或涂覆聚酰亚胺的基材配副制成径向滑动轴承。
[0015]本专利技术以己二酸二(2
‑
乙基己基)酯这种双酯作为润滑剂，碳化硅或氮化硅和PMDA
‑
ODA型聚酰亚胺材料配副，该运动系统的稳定阶段的平均摩擦系数低至0.001量级，实现稳定的超滑现象，以达到降低机器的能源损耗，提高运行精确性和稳定性，延长机器的使用寿命的目的。
附图说明
[0016]图1是本专利技术的双酯的分子结构式；
[0017]图2是本专利技术使用的PMDA
‑
ODA型聚酰亚胺材料的分子结构式；
[0018]图3是本专利技术的双酯润滑时SiC/PI(PMDA
‑
ODA)配副的点
‑
面摩擦时摩擦系数随时间变化图；
[0019]图4是本专利技术的双酯润滑时Si3N4/PI(PMDA
‑
ODA)配副的点
‑
面摩擦时摩擦系数随时间变化图；
[0020]图5是本专利技术的双酯润滑时Si3N4/PI(PMDA
‑
ODA)配副的面
‑
面摩擦时摩擦系数随时间变化图；
[0021]图6是本专利技术的无润滑剂时SiC/PI(PMDA
‑
ODA)配副的点
‑
面摩擦时摩擦系数随时间变化图；
[0022]图7是本专利技术的无润滑剂时Si3N4/PI(PMDA
‑
ODA)配副的点
‑
面摩擦时摩擦系数随时间变化图；
[0023]图8是本专利技术的无润滑剂时Si3N4/PI(PMDA
‑
ODA)配副的面
‑
面摩擦时摩擦系数随时间变化图；
[0024]图9是本专利技术使用的偏苯三甲酸酯的分子结构式；
[0025]图10是本专利技术的偏苯三甲酸酯润滑时Si3N4/PI(PMDA
‑
ODA)配副的点
‑
面摩擦时摩擦系数随时间变化图；
[0026]图11是本专利技术的正十六烷润滑时Si3N4/PI(PMDA
‑
ODA)配副的点
‑
面摩擦时摩擦系
数随时间变化图；
[0027]图12是本专利技术的偏苯三甲酸酯润滑时SiC/PI(PMDA
‑
ODA)配副的点
‑
面摩擦时摩擦系数随时间变化图；
[0028]图13是本专利技术的正十六烷润滑时SiC/PI(PMDA
‑
ODA)配副的点
‑
面摩擦时摩擦系数随时间变化图。
具体实施方式
[0029]下面将结合具体实施例和附图对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0030]以下实施例中均利用UTM
‑
3型微摩擦试验机(德国布鲁克公司)进行微摩擦试验。试验时，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超滑体系，其特征在于：所述超滑体系是以己二酸二(2
‑
乙基己基)酯为润滑剂，碳化硅或氮化硅/聚酰亚胺作为摩擦副。2.根据权利要求1所述的超滑体系，其特征在于：所述聚酰亚胺为PMDA
‑
ODA型聚酰亚胺。3.根据权利要求1或2所述的超滑体系的应用，其特征在于：以己二酸二...

【专利技术属性】
技术研发人员：高新蕾，
申请(专利权)人：武汉轻工大学，
类型：发明
国别省市：