润滑剂添加剂-烟炱相互作用对锂基润滑脂摩擦学性能的影响机制研究

【编辑推荐】针对烟炱污染导致润滑脂性能劣化的行业难题，研究人员系统探究了碳黑模拟烟炱与二硫化钼(MoS2)、二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)的协同作用机制。发现0.5 wt% MoS2可优化润滑性能，而ZDDP T202能增强MoS2的减摩抗磨效果，二者通过形成摩擦化学反应膜协同防护，为开发抗烟炱污染的高效润滑体系提供理论依据。

　　

在大气污染物中，碳基烟炱颗粒被证实会加速机械部件磨损并导致润滑油性能衰减，但其对润滑脂体系的破坏机制尚属研究空白。这项研究以碳黑模拟实际烟炱污染物，首次系统揭示了其与两种明星添加剂——层状固体润滑剂二硫化钼(MoS₂)和经典抗磨剂二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)的交互作用规律。

实验发现锂基润滑脂(LG)的润滑性能随烟炱浓度增加呈阶梯式恶化。有趣的是，当引入片状MoS₂时，润滑性能出现明显改善，尤其在0.5%重量百分比(wt%)添加量时展现最佳表现。不过，单独使用MoS₂对烟炱引起的磨粒磨损缓解有限，而配合ZDDP T202使用时，二者产生奇妙协同效应：MoS₂发挥"滚珠轴承"般的减摩作用，ZDDP则通过摩擦化学反应生成含磷/硫元素的保护膜，共同构建双重防护体系。

深入分析表明，在摩擦过程中，MoS₂的层状结构会发生取向排列降低剪切阻力，而ZDDP分解产生的磷酸盐玻璃态膜能有效填补表面微损伤。这种"物理-化学"协同防护机制为开发新型抗污染润滑材料指明了方向，同时也提示需要探索更高效的烟炱中和技术来完全解决润滑失效问题。