29 / 2021-04-19 19:44:59

从摩擦氧化的角度探究摩擦化学反应动力学

润滑油的稳定性往往制约着机器的使用寿命^[1]，对润滑油状态的实时监控会带来大量的人力消耗和能源浪费。因此，为实现预测润滑油使用寿命，润滑油的摩擦化学反应动力学成为了研究热点。润滑剂在摩擦过程中发生的化学反应是十分复杂的，包括裂解、聚合、氧化，同时研究所有反应类型是困难的。另外，多烷基环戊烷（MAC）由于其低挥发性、低反应性和良好的润滑性能，被广泛应用于各种润滑系统中^[1,2]。基于以上两点，本实验以多烷基环戊烷（MAC）为研究对象，从摩擦氧化的角度研究其摩擦化学反应动力学。通过一系列自动氧化实验，计算了MAC氧化反应的活化能以及Fe和Fe₃O₄对MAC活化能的影响。Fe比Fe₃O₄能降低更多的氧化反应活化能。在自动氧化试验中使用的四氧化三铁粉或铁粉比摩擦试验中形成的四氧化三铁粉或铁粉多的前提下，Fe和Fe₃O₄的降低活化能之和仍然小于摩擦试验中降低的活化能，这突出了剪切应力在促进摩擦氧化反应中的关键作用。另外通过分子动力学模拟验证了这一结论，同时对反应的机理给出了解释。最后考察了氧化对MAC摩擦学性能的影响。