ポリマーベースのプロティックイオン液体による耐久性ゼロに近い耐久性

科学分野:

• 材料科学
• トリボロジー
• 表面工学

背景:

• エンジニアリング鋼の表面は著しい磨損を経験し,機械機器の寿命を制限します.
• 既存の低耐耗戦略は,多くの場合,条件に特異的で,広範な適用性が欠けている.
• 材料の耐久性と性能を向上させるには,高度な潤滑剤の開発が不可欠です.

研究 の 目的:

• ポリマーベースの新型陽子イオン液体 (PPILs) を設計し,工学鋼のほぼゼロの磨損を達成するために評価する.
• 高い接触圧力と厳しい環境条件下でのPPILのトライボロジカル性能を調査する.
• 高度な材料の応用のための超潤滑システムにおけるPPILの可能性を調査する.

主な方法:

• ポリマーベースの陽子イオン液体 (PPIL) の合成は,ポリエチレニミンとビス・エチルヘキシル) リン酸の間の陽子交換による.
• 高ヘルツ圧力 (2.15 GPa) の鋼面でのPPILのトライボロジック試験
• 長期摩擦および高周波条件下での潤滑剤の性能の評価
• Si3N4/ガラスの摩擦ペアのためのポリオール水溶液とPPILを組み合わせた超潤滑システムの開発.

主要な成果:

• PPILは,高圧下でのスチールの摩擦係数約0.08と非常に低い磨損率 (1.46 × 10^-10 mm3·N−1·m−1) を示した.
• 耐久性のあるほぼゼロの耐久性は,長時間の摩擦と高周波試験でも維持されました.
• PPILとポリオール溶液を用いて超短時間 (<3秒) で超潤滑システム (摩擦係数 μ = 0. 007) を達成した.
• ほぼゼロの磨きは,吸収フィルム,トリボケミカルフィルム,および水力ダイナミック潤滑の相乗効果に起因する.

結論:

• 開発されたPPILは,エンジニアリング・スチールに優れた耐磨性を提供する新しいクラスの潤滑剤を代表しています.
• この研究は,超低磨損を達成するための限界を克服し,高度な潤滑材料の適用範囲を拡大します.
• 発見は,迅速な性能を持つ効果的なPPILベースのシステムを導入することによって,超潤滑の分野に貢献します.