锂盐型电力复合脂的导电性和摩擦学性能.pdf
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1、第 5 1 卷第 1 5期 2 0 1 5 年8 月 机械工程学报 J OURNAL OF M ECHANI CAL ENGI NEERI NG VOl _ 5 1 Au g N O 1 5 2 0 1 5 DoI : 1 0 39 01 J M E 2 01 5 1 5 0 61 锂盐型电力复合脂的导电性和摩擦学性能 葛翔宇 夏延秋 1 , 2 冯 欣 宋玉旺 樊小强 2 f 1 华北电力大学能源动力与机械工程学院北京 1 0 2 2 0 6 ; 2 中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑国家重点实验室兰州 7 3 0 0 0 0 ) 摘要:以三种锂盐:四氟硼酸锂( L i B F 4 ) 、
2、六氟磷酸( L i P F 6 ) 和双三氟 甲烷磺酰亚胺( L i N T f 2 ) 作为锂基润滑脂导电剂制得了 三种电力复合脂。分别采用 DDS J 3 0 8 A型电导率仪,GE S T - 1 2 1型体积表面电阻率测试仪和 HL Y - 2 0 0 A型回路电阻测试仪 对电力复合脂的导电性进行了测试。并采用 Op t i mo l S R V - I 型振荡往复摩擦磨损试验机对电力复合脂在室温下的摩擦学性能 进行了测试 。结果表明,三种锂盐可以提高润滑脂的导电性,还可以改善润滑脂的摩擦学性能。利用Mi c r o X AM3 D 轮廓扫 描仪测量了磨痕体积,采用扫描电子显微镜和P
3、HI 5 7 0 2型多功能 x射线光电子能谱仪对磨损表面进行了表征和分析。分析 结果表明,在摩擦过程中形成了包含吸附膜和化学反应膜的边界膜,使得减摩抗磨性能得到了改善。 关键词:电力复合脂;摩擦磨损;锂盐;电导率;体积电阻率:接触 电阻 中图分类号 :T H1 1 7 El e c t r i c a l Co n du c t i v i t i e s a n d Tr i b o l o g i c a l Pr o pe r t i e s o f Li t hi u m S a l t s Co nd u c t i v e Gr e a s e GE Xi a n g y u X
4、I A Ya nq i u FENG Xi n S ONG Yu wa ng F AN Xi a o q i a n g ( 1 S c h o o l o f E n e r g y P o we r a n d Me c h a n i c a l E n g i n e e r i n g , No r t h C h i n a E l e c t r i c P o we r U n i v e r s i t y , B e ij i n g 1 0 2 2 0 6 ; 2 S t a t e Ke y La b o r a t o r y o f S o l i d L u b
5、r i c a t i o n , La n z h o u I n s t i t u t e o f C h e mi c a l P h y s i c s , C h i n e s e Ac a d e my o f S c i e n c e s , L a n z h o u 7 3 0 0 0 0 ) Ab s t r a c t :T h r e e k i n d s o f c o n d u c t i v e g r e a s e a r e p r e p are d b y a d d i n g t h r e e l i t h i u m s a l t
6、s , i n c l u d i n g l i t h i u m t e t r a fl u o r o b o r a t e ( L i B F 4 ) , l i thi u m h e x a fl u o r o p h o s p h a t e( L i P F 6 )a n d l i t h i u m b i s( t r i f l u o r o me t h ane s u l f o n a mi d e )( L i NT f 2 )i n l i thi u m gre a s e T h e e l e c t r i c a l c o n d u
7、c t i v e p r o p e r t i e s o f the p r e p are d c o n d u c t i v e gre a s e s are e v a l u a t e d b y u s i n g a DDS J - -3 0 8 A c o n d u c t i v i t y me t e r ,a GES T - 1 2 1 v o l u me s u r f a c e r e s i s t a n c e t e s t e r an d a HL Y- 2 0 0 A c i r c u i t r e s i s t a n c e
8、 t e s t e r , r e s p e c t i v e l y An d the t r i b o l o g i c a l b e h a v i o r s o f t h r e e k i n d s o f l i thi um s a l t s a r e i n v e s t i g a t e d b y an Op t i mo l S R V - I o s c i l l a t i n g r e c i p r o c a t i n g f r i c t i o n and we ar t e s t e r a t r o o m t e
9、mp e r a t u r e ( R T ) T h e r e s u l t s d e mo n s t r a t e tha t the a d d i t i o n o f l i t h i u m s a l t s c a l l e n h a n c e t h e l i t h i um g r e a s e c o n d u c t i v i ty and a l s o d r a ma t i c a l l y i mp r o v e the t r i b o l o g i c a l p r o p e rti e s o f l i th
10、i u m gre a s e , th e we ar v o l ume s a r e v a l u e d b y M i c r o XAM 3 D n o n c o n t a c t s u r f a c e m a p p i n g p r o fi l e r , we a r s u r f a c e a r e c h ara c t e r i z e d a n d a n a l y z e d b a s e d o n s c a n n i n g e l e c t r o n mi c r o s c o p e ( S E M)and P H
11、I - 5 7 0 2 mu l t i f u n c t i o n a l X r a y p h o t o e l e c t r o n s p e c t r o me t e r ( xP s ) The r e s u l t s i n d i c a t e the i mp r o v e me n t o f t r i b o l o g i c a l p r o p e r t i e s s h o u l d a t t r i b u t e t o the f o r ma t i o n o f b o u n d a r y fil m c o n
12、s i s t i n g o f b o t h a b s o r p t i o n fi l m an d c h e mi c a l r e a c t i o n fil m Ke y wo r d s :c o n d u c t i v e gre a s e ;f r i c ti o n and we ar;l i t h i um s a l t s ;c o n d u c t i v i ty;v o l um e r e s i s t i v i ty;c o n t a c t r e s i s t a n c e 0 前言 现代 电力系统、 自动控制系统和
13、信息传输系统 设备 中都存在 电接触现象u J ,电接触广泛应用于电 路开关,电连接器,集成 电路,微 电子机械系统, 动力机械设备和输变 电设备L z j 。 动力机械设备和 电 力设备在使用中均需要涂覆润滑脂( 图 1 ) J ,与传 统润滑脂不 同,电力复合脂在载流条件下工作 ,担 2 0 1 4 0 8 2 8收到初稿,2 0 1 5 0 5 0 8收到修改稿 负着在微动接触状态下传递电能、电信号等重要任 务,因此要求电力复合脂具有 良好的导电性;同时, 电力复合脂还要具有高抗磨损能力和机械强度 ,以 保证具有优 良的减摩抗磨性能,从而保证各种动力 机械设备、 输变 电设备等运行的可靠
14、性和稳定性 J 。 目前的电力复合脂通常选用金粉 、银粉和铜粉 等金属粉末 以及碳系导 电材料作 为润滑脂 的导 电 剂 ,这些金属粉末随润滑脂填充在电接触面的缝隙 中,增大导电接触面,降低接触 电阻。然而 由于金 粉、银粉价格 昂贵,难以大规模使用,铜粉易氧化 , 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 机械工程学报
15、 第 5 1 卷第 1 5期 5 】陈文华,吴友义,高亮,等电连接器真空环境试验电 压加载方式研究 J 机械工程学报,2 0 0 9 ,4 5 ( 7 ) :1 - 6 CHE N W e n h u a ,WU Yo u y i , GAO L i a n g,e t a 1 Re s e a r c h o n e n v i r o n me n t t e s t v o l mg e l o a d i n g me t h o d o f e l e c t r i c a l c o n n e c t o r i n v a c u u m J J o u r n a l o
16、f Me c h a n i c a l E n g l n e e r i n g ,2 0 0 9 ,4 5 ( 7 ) :1 - 6 。 6 米红英,郭小川,杨廷栋,等 滚动轴承润滑脂的噪声 特性 及 低 噪声 脂 的 合成 J 机 械 工程 学 报 ,2 0 0 6 , 4 2 ( 9 ) :2 3 3 2 3 8 MI Ho n g y i n g ,GUO Xi a o c h u a n,YANG Ti n g d o n g,e t a 1 Ro l l i n g b e a r i n g g r e a s e s n o i s e f e a t u r e a n
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- 锂盐型 电力 复合 导电性 摩擦 性能
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