The Synthesis and Tribological Properties of Hexafluoroacetylacetone Ionic Liquid Lubricants
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摘要: 合成了三种含有六氟乙酰丙酮阴离子和不同烷基链长咪唑阳离子的室温离子液体([Cnmim][hfac]；n=4，6，8)润滑剂，以1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲烷磺酰基亚胺盐(L-F104)为参照样，研究了它们作为不同金属摩擦副润滑剂的摩擦学性能和理化性质，并探索了其结构中阳离子烷基链长的影响规律. 结果表明：[Cnmim][hfac]离子液体对金属基底材料腐蚀较轻，常温下作为钢/铜和钢/铝摩擦副的润滑剂均具有良好的润滑性能，并且随着其结构中阳离子烷基链的增长，热稳定性和黏度呈递增趋势，减摩抗磨作用也更加优异.Abstract: Three kinds of room temperature ionic liquid ([Cnmim][hfac], n=4,6,8) lubricants containing hexafluoroacetylacetone anion and imidazole cations were synthesized. Taking 1-butyl-3-methylimidazolium bis[(trifluoromethyl)sulfonyl]imide (L-F104) as a control sample, the lubricating and physicochemical properties of the ionic liquid as lubricants for different friction pairs were studied, and the influence of the length of cationic alkyl chain on their properties was explored. The results show that the ionic liquids were less corrosive to the metal substrates. At room temperature, they had good lubrication performance on steel/copper and steel/aluminium friction pairs. With the increase of cationic alkyl chains, their thermal stability and viscosity increased, and their friction reducing and anti-wear properties were also improved.
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Keywords:
- hexafluoroacetylacetone /
- ionic liquids /
- lubricants /
- corrosivity /
- tribological properties
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运动部件之间的摩擦和磨损是造成机械设备能量损失的重要原因，因此必须不断开发更有效的润滑剂和润滑添加剂以减少摩擦损失和磨损失效[1-5]. 针对这一挑战，我国研究人员于2001年将离子液体(ILs)首次引入润滑领域[6-7]. ILs一般是由较大的有机阳离子和有机或无机阴离子组成的熔融温度低于100 ℃的盐[8-9]，具有较大的黏度、较好的热稳定性和氧化安定性. 它的另一显著特点是结构具有高度可调节性，可以针对特定应用将各种阴离子和阳离子组合，每种组合都有独特的性质[10-12]. 理论上，ILs的高稳定性有助于提高它们的使用寿命，高黏度值可在较高负荷下提供有效的表面分离，结构的高度可调性可以使其具有不同功能，所以在过去十几年，ILs作为潜在的高性能、环保型润滑剂和润滑剂添加剂受到广泛关注[13-16]. 研究表明金属表面接触凸点在摩擦过程中因电子外逸形成正电荷点，离子液体的阴离子可以很容易地吸附到磨损金属表面的带正电荷的位置上，而阳离子则通过与阴离子间的相互作用依次组装在摩擦副表面，形成基于物理化学吸附作用的离子液体保护膜[17]. 其次，在恶劣的滑动条件下，金属摩擦副表面可与离子液体分子中的O、N和卤素等发生化学反应，形成化学反应保护膜，从而使离子液体具有优异的润滑性能[18-21].
目前，在润滑领域对离子液体的研究主要是四氟硼酸、六氟磷酸、双三氟甲烷黄酰亚铵、磺酸和羧酸等类型离子液体的研究[22]，以碳原子为负电荷中心的离子液体用于润滑剂的研究鲜有报道. 本文中，我们合成了三种以碳原子作为负电荷中心的六氟乙酰丙酮咪唑离子液体([Cnmim][hfac]，n=4，6，8)，并以1-丁基-3-甲基咪唑双三氟甲烷磺酰基亚胺盐(L-F104)作为参照样，探究了它们在钢/铜和钢/铝摩擦副上的摩擦学性能.
1. 试验部分
1.1 离子液体的合成
将六氟乙酰丙酮(10 mmoL)与5%的氢氧化钠溶液(10 mmoL)1∶1混合于室温下搅拌反应18 h，然后加入咪唑氯盐(10 mmoL)、乙腈，室温下搅拌反应24 h，待反应结束后得到[Cnmim][hfac](n=4，6，8)粗产物，旋蒸除去乙腈和水，过滤并收集滤液，然后将其进行萃取. 粗产物[C4mim][hfac]用乙酸乙酯萃取，[C6mim][hfac]和[C8mim][hfac]用甲苯萃取，将有机相进行多次水洗后蒸除溶剂，70 ℃真空干燥得到目标产物[Cnmim][hfac](n=4，6，8)离子液体. 试验所用六氟乙酰丙酮(质量分数99%)购于北京百灵威科技有限公司，咪唑氯盐及参照样L-F104购于兰州化学物理研究所. 离子液体结构列于表1中.
表 1 所采用润滑剂的分子结构Table 1. Structure of the used lubricantsLubricant Structure Cation Anion L-F104 
[C4mim][hfac] 
[C6mim][hfac] 
[C8mim][hfac] 
使用核磁共振波谱(Agilent 400 Mz，1H NMR：400 MHz，13C NMR：100 MHz，TMS为内标)鉴定了所合成离子液体的纯度和结构，具体数据如下：
[C4mim][hfac]：1H NMR (400 MHz，CDCl3) δ (ppm)：10.64 (s，1H)，7.13~7.11 (m，2H)，5.68 (s，1H)，4.25~4.19 (m，2H)，3.99 (s，3H)，1.87~1.77 (m，2H)，1.40~1.29 (m，2H)，0.95~0.91 (t，J = 7.4 Hz，3H). 13C NMR (100 MHz，CDCl3) δ (ppm)：174.4，174.1，140.5，122.6，121.3，119.9，117.0，85.0，49.9，36.4，32.3，19.5，13.3.
[C6mim][hfac]：1H NMR (400 MHz，CDCl3) δ (ppm)：10.83 (s，1H)，7.11~7.09 (d，J=1.60 Hz，2H)，5.70 (s，1H)，4.26~4.20 (m，2H)，4.01 (s，3H)，1.88~1.79 (m，2H)，1.29 (s，6H)，0.91~0.83 (m，3H). 13C NMR (100 MHz，CDCl3) δ (ppm)：174.4，174.1，141.0，122.4，121.2，119.9，117.0，85.0，50.2，36.5，31.1，30.4，26.0，22.5，14.0.
[C8mim][hfac]：1H NMR (400 MHz，CDCl3) δ (ppm)：10.93 (s，1H)，7.10~7.08 (m，2H)，5.72 (s，1H)，4.29~4.19 (m，2H)，4.02 (s，3H)，1.90~1.79 (m，2H)，1.38~1.15 (d，J=20.4 Hz，10H)，0.90~0.84 (t，J=6.9 Hz，3H). 13C NMR (100 MHz，CDCl3) δ (ppm)：174.5，174.2，141.3，122.4，121.1，119.9，117.0，85.1，50.3，36.6，31.8，30.5，29.1，29.0，26.3，22.7，14.1.
1.2 黏度及热稳定性测定
使用石油产品运动黏度仪(SYP1003-Ⅲ)在40和100 ℃下对离子液体的运动黏度进行测试并计算黏度指数；采用STA449C TGA-DSC(NETZSCH)同步热分析仪对热稳定性能进行分析. 测试条件：氮气气氛下，从25 ℃开始以10 ℃/min的速率升温至600 ℃.
1.3 铜片腐蚀试验
采用标准方法GB-T5096-1985(91)测试离子液体的腐蚀性能. 具体方法如下：将规格为12.5 mm×12.5 mm×3 mm的铜片用CW800-CW2000的SiC砂纸进行打磨，丙酮清洗铜片表面，自然风干. 将其放入小样品瓶，加入离子液体直至将铜片完全浸没，然后将其在100 ℃恒温的鼓风干燥箱中放置1 d. 试验结束，待温度降到室温后，用丙酮清洗铜片，自然风干. 对试验后的铜片拍照并用扫描电子显微镜分析其表面，根据铜片表面的颜色和粗糙度来评价离子液体的腐蚀性.
1.4 摩擦学性能测试
采用德国Optimol油脂公司的SRV-V微动振动摩擦磨损试验机测定了试样的摩擦学性能，摩擦副接触方式为球-盘点接触. 测试条件：频率25 Hz、振幅1 mm、时间30 min、载荷100 N，上试球为直径10 mm的AISI 52100钢球(HRC 59~61)，下试盘为直径24 mm，厚度7.9 mm的ZQSn663铜盘(HV130~160)及2024铝盘(HV140~170). 测试之前，所有下试盘用CW800-CW2000的SiC砂纸打磨并用乙醇浸泡的棉球擦拭干净. 用光学表面轮廓仪(BRUKER-NPFLEX 3D)测试磨损体积.
1.5 磨斑表面分析
将摩擦后的下试盘用乙醇超声清洗，并采用扫描电子显微镜(SEM)(FEI Quanta 250)和X射线光电子能谱仪(XPS)(NEXSA)进行分析，推断可能的润滑机理，以C1s峰(284.8 eV)的结合能为内标.
2. 结果与讨论
2.1 黏度及热稳定性
试验所合成的[Cnmim][hfac]离子液体及参照样L-F104的黏度及黏度指数如表2所示. 从表2中可以看到，三种[Cnmim][hfac]离子液体在100 ℃时的黏度及黏度指数低于参照样L-F104，但40 ℃时的黏度高于参照样L-F104. 而且随着烷基链长度的增加，[Cnmim][hfac]离子液体的黏度及黏度指数基本呈现增大趋势. 这是因为增加烷基侧链的长度会增加分子之间的范德华力，从而使其黏度和黏度指数有所增加.
表 2 所采用离子液体的运动黏度、黏度指数以及热分解温度Table 2. The kinematic viscosity，viscosity index and onset decomposition temperature of the used ionic liquidsLubricants Kinematic viscosity/(mm2/s) Viscosityindex Onset decomposition temperature/ ℃ 40 ℃ 100 ℃ L-F104 19.91 4.52 146 379.9 [C4mim][hfac] 22.43 3.86 25 273.6 [C6mim][hfac] 22.42 3.92 36 279.1 [C8mim][hfac] 23.23 4.26 78 282.4 由表2还可以看出，[Cnmim][hfac]离子液体热稳定性较好，其分解温度均高于250 ℃，初始分解温度随着烷基链的增长而有所增加，这可能归因于分子量的增加使分子间范德华力增大，因而热稳定性有所增加[23]. 在[Cnmim][hfac]离子液体中，[C8mim][hfac]的热稳定性最好，热分解温度达到282 ℃. 参照样L-F104的热分解温度接近400 ℃，说明与参照样相比，[Cnmim][hfac]离子液体的热稳定性略差.
2.2 对铜片的腐蚀性
图1给出了三种[Cnmim][hfac]离子液体及参照样L-F104的铜片腐蚀试验照片及扫描电镜图片(放大3 000倍). 图1第一行和第二行是离子液体在100 ℃铜片腐蚀试验前后的照片，从图中可以看出，无色的L-F104在100 ℃下变为黄绿色，[Cnmim][hfac]离子液体颜色也有很大程度的加深，表明离子液体在与铜片接触时发生了复杂的反应，可能存在对铜片的腐蚀和离子液体自身的分解[19]. 从图1的第三行和第四行可以看出经L-F104浸泡过的铜片颜色较暗，磨痕较深，表面可以看到大片明显的腐蚀点. 所合成的[Cnmim][hfac]离子液体浸泡过的铜片颜色和磨痕都较浅，而且观察不到较为明显蚀点. 这些现象均表明，与L-F104相比，[Cnmim][hfac]离子液体对铜片的腐蚀程度较轻.
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图 1 铜片腐蚀试验照片和扫描电镜图片Figure 1. Photographs and SEM images of the corrosion copper sheets2.3 摩擦学性能
2.3.1 在钢/铜摩擦副上的摩擦学性能
2.3.1.1 常温摩擦学性能
从25 ℃下几种离子液体在钢/铜摩擦副上的摩擦系数和磨损体积图(见图2)可以看出，L-F104的摩擦系数和磨损体积较大，且随着时间的推移摩擦系数不断增大. 而所合成的三种[Cnmim][hfac]离子液体的摩擦系数和磨损体积较小，摩擦系数在整个测试过程中均较为稳定，保持在0.08左右. 此外，观察25 ℃下经不同离子液体润滑后的下试样铜块的磨斑形貌图(见图3)可以看到，在摩擦过程中L-F104形成的磨斑表面存在较深的犁沟，磨粒磨损较为严重，而其他三种离子液体的磨斑表面只有较浅的犁沟. 由此可见，[Cnmim][hfac]离子液体的减摩抗磨性能优于参照样L-F104.
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图 2 25 ℃下所采用离子液体在钢/铜摩擦副上的摩擦系数及磨损体积Figure 2. Friction coefficient (a) and wear volume (b) of the ionic liquids on steel/copper friction contacts at 25 ℃![]()
图 3 25 ℃下经不同离子液体润滑后的下式样铜块的磨斑形貌图Figure 3. SEM micrographs of the lower copper disks lubricated by the ionic liquids at 25 ℃2.3.1.2 高温摩擦学性能
图4为100 ℃下在钢/铜摩擦副上几种离子液体的摩擦系数和磨损体积. 从图4中可以看出，高温时L-F104的摩擦系数和磨损体积较大，而所合成的[Cnmim][hfac]离子液体的摩擦系数和磨损体积较小. 随着试验的进行，[C8mim][hfac]和[C6mim][hfac]的摩擦系数呈明显下降的趋势，它们的磨损体积与L-F104相比降低了约50%以上. 这三种离子液体的抗磨性能随着咪唑阳离子侧链烷基链的增长而有所增加. 此外，从图5可以看到L-F104的磨斑体积较大，表面有一些蚀点，部分区域存在严重剥落现象，这说明在摩擦过程中伴有较为严重的黏着磨损和疲劳磨损. 而所合成的三种离子液体形成的磨斑较小，表面存在较浅的犁沟和较少的点蚀，只有少部分区域存在剥落现象. 由此可见，[Cnmim][hfac]离子液体比L-F104具有更为优异的减摩抗磨性能.
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图 4 100 ℃下所采用离子液体在钢/铜摩擦副上的摩擦系数及磨损体积Figure 4. Friction coefficient and wear volume of the ionic liquids on steel/copper friction contacts at 100 ℃![]()
图 5 100 ℃下经不同离子液体润滑后的下式样铜块的磨斑形貌图Figure 5. SEM micrographs of the lower copper disks lubricated by different ionic liquids at 100 ℃2.3.2 在钢/铝摩擦副上的摩擦学性能
2.3.2.1 常温摩擦学性能
图6为25 ℃下几种离子液体在钢/铝摩擦副上的摩擦系数和磨损体积. 从图中可以看出，它们的摩擦系数大小顺序为[C8mim][hfac]< [C6mim][hfac] <[C4mim][hfac] <L-F104. 在试验过程中，L-F104的摩擦系数波动较大，其余三种[Cnmim][hfac]离子液的摩擦系数较为稳定，摩擦系数也随着侧链的长度增加而下降，这可能是因为烷基链增长时摩擦副上的吸附层厚度增加，对摩擦副起到了更有效的保护作用. 它们的磨损体积也呈现出同样的规律. 其中，[C8mim][hfac]的磨损体积仅为L-F104的25%. 此外，观察摩擦过后下试样铝块上的磨斑形貌图可以看到(见图7)，L-F104形成的磨斑表面存在较深的犁沟且有大面积的腐蚀现象，其余三种离子液体表面犁沟较浅且有较少的蚀点. 由此可见，[Cnmim][hfac]咪唑离子液体在钢/铝摩擦副上具有比L-F104更为优异的减摩抗磨性能.
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图 6 25 ℃下几种离子液体在钢/铝摩擦副上的摩擦系数及磨损体积Figure 6. Friction coefficient and wear volume of the ionic liquids on steel/ aluminum friction contacts at 25 ℃![]()
图 7 25 ℃下经不同离子液体润滑后的下式样铝块的磨斑形貌图Figure 7. SEM micrographs of the lower aluminum disks lubricated by different ionic liquids at 25 ℃2.3.2.2 高温摩擦学性能
图8为100 ℃下几种离子液体在钢/铝摩擦副上的摩擦系数和磨损体积. 从图8中可以看出，在试验过程中，[C4mim][hfac]的摩擦系数较高甚至出现严重卡咬现象. 与参照样L-F104相比，[C6mim][hfac]和[C8mim][hfac]的摩擦系数低且较为稳定，表现出更优异的减摩性能. [C4mim][hfac]和[C6mim][hfac]的磨损体积较大，[C8mim][hfac]的磨损体积略低于L-F104. 此外，三种[Cnmim][hfac]液体的摩擦系数和磨损体积随着烷基链的增加呈下降的趋势. 观察下试盘铝块上的磨斑形貌图(见图9)可以看到，L-F104的磨斑表面存在大量的腐蚀区域. [C4mim][hfac]形成的磨斑表面也出现大面积的剥落区域，这说明在摩擦过程中存在较为严重的黏着磨损. [C6mim][hfac]和[C8mim][hfac]的磨斑表面只有较浅的犁沟. 以上研究结果表明，[Cnmim][hfac]离子液体在高温条件下作为钢/铝摩擦副的润滑剂的润滑性能较差，但增加咪唑阳离子结构中的烷基侧链可提高其摩擦学性能.
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图 8 100 ℃下所合成离子液体在钢/铝摩擦副上的摩擦系数及磨损体积Figure 8. Friction coefficient and wear volume of the ionic liquids on steel/ aluminum friction contacts at 100 ℃![]()
图 9 100 ℃下经不同离子液体润滑后的下式样铝块的磨斑形貌图Figure 9. SEM micrographs of the lower aluminum disks lubricated by different ionic liquids at 100 ℃3. 磨斑表面分析
使用XPS进一步分析[Cnmim][hfac]离子液体的润滑机理. 在铜块表面(图10)，经[Cnmim][hfac]润滑后的磨损表面Cu、N、F和O的结合能相似，这表明[Cnmim][hfac]离子液体在摩擦过程中与铜块表面发生了相似的摩擦化学反应. Cu2p在952.6和932.8 eV结合能峰位对应于Cu、Cu2O以及铜的络合物等，结合O1s在530.7 eV的峰位和N1s在400.4 eV的峰位，说明在摩擦过程中可能生成了铜的氧化物和一些含氮的铜络合物. 此外，O1s在531.5和531.2 eV的峰位主要对应于CuCO3、Cu(OH)2，这可能是Cu和空气中的氧或离子液体中的氧在摩擦过程中发生了化学反应. F1s的峰位出现在683.0~685.5 eV、687.1~689.8 eV，对应于金属氟化物和复杂的有机氟化物. 综上分析，在摩擦过程中，[Cnmim][hfac]离子液体中的活性元素F和N与Cu表面反应，生成含氮的铜络合物、金属氟化物和复杂的有机氟化物，它们与CuCO3、Cu(OH)2等化合物在金属表面组成表面保护膜，有效降低了摩擦副之间的摩擦与磨损，除此之外，离子液体还在铜表面形成吸附膜，两者共同作用使[Cnmim][hfac]离子液体表现出较好的润滑性能.
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图 10 不同温度下经不同离子液体润滑后的下式样铜块的XPS谱图Figure 10. XPS spectra of the lower copper disks lubricated by different ionic liquids at different temperatures图11(a)为25 ℃铝块表面磨斑的XPS图谱，Al2p峰位对应为Al(72.90 eV)和Al2O3(75.0 eV)，结合O1s峰位(530.7~532.2 eV)证实了其氧化物以及有机含氧化合物的存在. N1s在398.1~402.9 eV的特征峰对应为复杂的含氮化合物等. F1s特征峰归属为FeF2或FeF3(685.00 eV)，说明在摩擦过程中F元素与钢球中的Fe发生了摩擦化学反应. 图11(b)为100 ℃铝块表面磨斑的XPS图谱，结合O1s谱，可知磨斑表面Al主要以Al2O3(75.0 eV)和Al(OH)3(74.4 eV)的形式存在，与未经润滑的铝表面对比，经离子液体润滑过的磨斑表面Al(72.90 eV)的峰强度较弱，这可能是摩擦过程中[Cnmim][hfac]在Al表面形成了保护膜. 此外，在N1s谱中磨斑表面还有复杂含氮化合物生成. 综上所述，[Cnmim][hfac]离子液体在摩擦过程中与铝表面发生了摩擦化学反应，生成了含Al2O3、Al(OH)3、FeF3等化合物的保护膜以及物理吸附膜，两者都有利于减少摩擦和磨损. 25 ℃下L-F104在铝块上也是物理吸附膜起主导作用[17]，但是在摩擦过程中可能会产生硫化物造成金属腐蚀，致使其摩擦学性能较差并且100 ℃时在铝块上发生了与[Cnmim][hfac]不同的摩擦化学反应，磨损表面形成了由有机氟、无机氟和硫化物等组成的表面保护膜[17]，改善了摩擦磨损行为，这可能也是造成它们不同润滑性能的原因.
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图 11 不同温度下经不同离子液体润滑后的下式样铝块的XPS谱图Figure 11. XPS spectra of the lower aluminum disks lubricated by different ionic liquids at different temperatures4. 结论
a. 合成了三种[Cnmim][hfac]离子液体.
b. 与参照样L-F104相比，[Cnmim][hfac]离子液体在100 ℃时对铜片腐蚀作用较小.
c. 钢/铜摩擦副上，无论是常温还是高温条件下，三种[Cnmim][hfac]离子液体的减摩抗磨性能均优于参照样L-F104，且在高温下随着阳离子烷基链长的增大，其磨损体积有所减小；钢/铝摩擦副上，三种[Cnmim][hfac]离子液体在常温下具有比L-F104更好的减摩抗磨性能，而且无论是在常温还是高温条件下，随着阳离子烷基链的增长，其摩擦系数和磨损体积均有减小的趋势.
d. 经XPS谱图分析，常温下在铜块和铝块上离子液体间相同特征元素结合能峰值相差不大，所以摩擦化学反应不是导致几种离子液体润滑性能差异的主要原因，物理吸附作用在摩擦过程中起主导作用. 而在高温条件下，铝块上磨斑表面Al峰强度较弱，推测[Cnmim][hfac]离子液生成了较厚含Al2O3、Al(OH)3和FeF3等化合物的保护膜，摩擦化学反应和物理吸附共同作用使其具有优异的润滑性能.
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图 1 铜片腐蚀试验照片和扫描电镜图片
Figure 1. Photographs and SEM images of the corrosion copper sheets
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图 2 25 ℃下所采用离子液体在钢/铜摩擦副上的摩擦系数及磨损体积
Figure 2. Friction coefficient (a) and wear volume (b) of the ionic liquids on steel/copper friction contacts at 25 ℃
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图 3 25 ℃下经不同离子液体润滑后的下式样铜块的磨斑形貌图
Figure 3. SEM micrographs of the lower copper disks lubricated by the ionic liquids at 25 ℃
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图 4 100 ℃下所采用离子液体在钢/铜摩擦副上的摩擦系数及磨损体积
Figure 4. Friction coefficient and wear volume of the ionic liquids on steel/copper friction contacts at 100 ℃
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图 5 100 ℃下经不同离子液体润滑后的下式样铜块的磨斑形貌图
Figure 5. SEM micrographs of the lower copper disks lubricated by different ionic liquids at 100 ℃
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图 6 25 ℃下几种离子液体在钢/铝摩擦副上的摩擦系数及磨损体积
Figure 6. Friction coefficient and wear volume of the ionic liquids on steel/ aluminum friction contacts at 25 ℃
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图 7 25 ℃下经不同离子液体润滑后的下式样铝块的磨斑形貌图
Figure 7. SEM micrographs of the lower aluminum disks lubricated by different ionic liquids at 25 ℃
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图 8 100 ℃下所合成离子液体在钢/铝摩擦副上的摩擦系数及磨损体积
Figure 8. Friction coefficient and wear volume of the ionic liquids on steel/ aluminum friction contacts at 100 ℃
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图 9 100 ℃下经不同离子液体润滑后的下式样铝块的磨斑形貌图
Figure 9. SEM micrographs of the lower aluminum disks lubricated by different ionic liquids at 100 ℃
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图 10 不同温度下经不同离子液体润滑后的下式样铜块的XPS谱图
Figure 10. XPS spectra of the lower copper disks lubricated by different ionic liquids at different temperatures
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图 11 不同温度下经不同离子液体润滑后的下式样铝块的XPS谱图
Figure 11. XPS spectra of the lower aluminum disks lubricated by different ionic liquids at different temperatures
表 1 所采用润滑剂的分子结构
Table 1 Structure of the used lubricants
Lubricant Structure Cation Anion L-F104 [C4mim][hfac] [C6mim][hfac] [C8mim][hfac] 
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表 2 所采用离子液体的运动黏度、黏度指数以及热分解温度
Table 2 The kinematic viscosity，viscosity index and onset decomposition temperature of the used ionic liquids
Lubricants Kinematic viscosity/(mm2/s) Viscosityindex Onset decomposition temperature/ ℃ 40 ℃ 100 ℃ L-F104 19.91 4.52 146 379.9 [C4mim][hfac] 22.43 3.86 25 273.6 [C6mim][hfac] 22.42 3.92 36 279.1 [C8mim][hfac] 23.23 4.26 78 282.4
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[1] 刘维民, 许俊, 冯大鹏, 等. 合成润滑油的研究现状及发展趋势[J]. 摩擦学学报, 2013, 33(1): 91–104 doi: 10.16078/j.tribology.2013.01.002 Liu Weimin, Xu Jun, Feng Dapeng, et al. The research status and prospect of synthetic lubricating oil[J]. Tribology, 2013, 33(1): 91–104 doi: 10.16078/j.tribology.2013.01.002
[2] 程军, 于源, 朱圣宇, 等. 多功能室温液态金属在不同摩擦副条件下的润滑性能研究[J]. 摩擦学学报, 2017, 37(4): 435–441 doi: 10.16078/j.tribology.2017.04.003 Cheng Jun, Yu Yuan, Zhu Shengyu, et al. Lubrication characteristics of multifunctional liquid-state metal materials under different sliding-pairs[J]. Tribology, 2017, 37(4): 435–441 doi: 10.16078/j.tribology.2017.04.003
[3] Cai M R, Guo R S, Zhou F, et al. Lubricating a bright future: Lubrication contribution to energy saving and low carbon emission[J]. Science China Technological Sciences, 2013, 56(12): 2888–2913. doi: 10.1007/s11431-013-5403-2
[4] Wang W, Xie G, Luo J. Black phosphorus as a new lubricant[J]. Friction, 2018, 6(1): 116–142. doi: 10.1007/s40544-018-0204-z
[5] Zhang Y, Wei L, Hu H, et al. Tribological properties of nano cellulose fatty acid esters as ecofriendly and effective lubricant additives[J]. Cellulose, 2018, 25(5): 3091–3103. doi: 10.1007/s10570-018-1780-9
[6] Ye C, Liu W, Chen Y, et al. Room-temperature ionic liquids: A novel versatile lubricant[J]. Chem Commun, 2001, 21(21): 2244–2245.
[7] Reeves C J, Siddaiah A, Menezes P L. Tribological study of imidazolium and phosphonium ionic liquid-based lubricants as additives in carboxylic acid-based natural oil: Advancements in environmentally friendly lubricants[J]. Journal of Cleaner Production, 2018, 176: 241–250. doi: 10.1016/j.jclepro.2017.12.099
[8] 刘维民, 叶承峰. 烷基咪唑四氟硼酸盐离子液作为润滑剂的摩擦学性[J]. 摩擦学学报, 2001, 21(6): 482–484 doi: 10.3321/j.issn:1004-0595.2001.06.019 Liu Weimin, Ye Chengfeng. Tribological properties of alkyl imidazolium tetrafluoroborate ionic liquids as lubricants[J]. Tribology, 2001, 21(6): 482–484 doi: 10.3321/j.issn:1004-0595.2001.06.019
[9] Wang D, Galla H J, Patrick Drücker. Membrane interactions of ionic liquids and imidazolium salts[J]. Biophysical Reviews, 2018, 10(3): 735–746. doi: 10.1007/s12551-017-0388-x
[10] Moneo A, Antón Víctor, Martín Santiago, et al. Interfacial tensions of pyridinium-based ionic liquids and, n-alkanes or, n-alkanols[J]. Journal of Molecular Liquids, 2018, 252: 469–474. doi: 10.1016/j.molliq.2018.01.017
[11] Macías-Salinas Ricardo. A viscosity model for ionic liquids based on the Eyring's theory and a cubic EoS[J]. Journal of Molecular Liquids, 2018, 262: 161–174. doi: 10.1016/j.molliq.2018.04.048
[12] Zhang H, Li M, Yang B. Design, synthesis, and analysis of thermophysical properties for imidazolium-based geminal dicationic ionic liquids[J]. The Journal of Physical Chemistry C, 2018, 122(5): 2467–2474. doi: 10.1021/acs.jpcc.7b09315
[13] Somers A, Howlett P, MacFarlane D, et al. A review of ionic liquid lubricants[J]. Lubricants, 2013, 1(1): 3–21. doi: 10.3390/lubricants1010003
[14] Saurín N, Avilés MD, Espinosa T, et al. Carbon nanophases in ordered nano fluid lubricants[J]. Wear, 2017, 376-377: 747–755. doi: 10.1016/j.wear.2017.01.008
[15] Cigno E, Magagnoli C, Pierce MS, et al. Lubricating ability of two phosphonium-based ionic liquids as additives of a bio-oil for use in wind turbines gearboxes[J]. Wear, 2017, 376-377: 756–765. doi: 10.1016/j.wear.2017.01.010
[16] Qu J, Bansal D G, Yu B, et al. Antiwear performance and mechanism of an oil-miscible ionic liquid as a lubricant additive[J]. ACS Applied Materials & Interfaces, 2012, 4(2): 997–1002.
[17] 宋增红, 梁永民, 刘维民, 等. 锂离子液体对钢/铜、钢/铝摩擦副的摩擦学性能[J]. 中国表面工程, 2013, 26(6): 100–105 Song Zenghong, Liang Yongmin, Liu Weimin, et al. Tribological properties of lithium-based ionic liquid in lubricated steel/copper and steel/aluminum contacts[J]. China Surface Engineering, 2013, 26(6): 100–105
[18] Ge X, Li J, Zhang C, et al. Superlubricity of 1-ethyl-3-methylimidazolium trifluoromethanesulfonate ionic liquid induced by tribochemical reactions[J]. Langmuir, 2018, 34(18): 5245–5252. doi: 10.1021/acs.langmuir.8b00867
[19] Zhou F, Liang Y, Liu W. Ionic liquid lubricants: designed chemistry for engineering applications[J]. Cheminform, 2009, 38(9): 2590–2599.
[20] Totolin V, Minami I, Gabler C, et al. Lubrication mechanism of phosphonium phosphate ionic liquid additive in alkylborane-imidazole complexes[J]. Tribology Letters, 2014, 53(2): 421–432. doi: 10.1007/s11249-013-0281-0
[21] Zhou Y, Qu J. Ionic liquids as lubricant additives-a review[J]. ACS Applied Materials & Interfaces, 2016, 9(4): 3209–3222.
[22] Qu J, Truhan J, Dai S, et al. Ionic liquids with ammonium cations as lubricants or additives[J]. Tribology Letters, 2006, 22(3): 207–214. doi: 10.1007/s11249-006-9081-0
[23] Kulkarni P S, Branco L C, Crespo J G, et al. Comparison of hysicochemical properties of new ionic liquids based on imidazolium, quaternary ammonium, and guanidinium cations[J]. Chemistry-A European Journal, 2007, 13(30): 8478–8488. doi: 10.1002/chem.200700965
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期刊类型引用(3)
1. 黄国威，李婷，樊舒凯，巴召文，张明，蔡美荣. 胆固醇类油溶性类离子液体润滑添加剂的制备及摩擦学性能研究. 摩擦学学报. 2022(01): 26-36 . 
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2. 马琳，鲁昱，靳亚英，李文倩，凡明锦. 胆碱杂环二酸离子液体水润滑添加剂的制备及结构-性能关系研究. 摩擦学学报. 2021(05): 669-679 . 本站查看
3. 尹艳丽，于鹤龙，王红美，张仲，白志民，徐滨士. 蛇纹石矿物作为润滑油添加剂对锡青铜摩擦学行为的影响. 摩擦学学报. 2020(04): 510-519 . 本站查看
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