104 / 2021-05-24 12:22:27

液晶5CB/1,3-二酮EPND复合油的超滑研究

在外加电场或表面取向剂的作用下，液晶可以实现可控的分子排列和流变特性，可以用作“智能”润滑材料。本研究以向列型液晶5CB作基础油、1,3-二酮EPND(1-(4-乙基苯基)壬烷-1,3-二酮)为添加剂（5 wt%），研究了其复合油在轴承钢表面的摩擦磨损性能。实验结果表明，EPND的化学吸附层可以降低钢的表面能，使其低于5CB的表面张力。根据FCK原则，此时5CB分子垂直于固体表面取向并增大粘度，提升边界润滑性能。而在长磨测试中，磨损所引起的表面形貌变化会与表面化学作用相竞争。当磨损面较为粗糙（沟槽深度>600 nm），5CB的分子取向会由垂直取向转变为沿沟槽方向水平取向，润滑性能降低。因此，5CB/EPND复合油适用于较低的起始接触压（如137 MPa），以避免严重的磨损和较深的沟槽。此时，EPND化学吸附层的垂直取向诱导作用可使复合油实现摩擦系数0.008的超滑状态，在轻载且对低摩擦要求较高的精密机械领域具有较好的应用前景。