離子液體作為常規(guī)潤(rùn)滑劑目前工業(yè)潤(rùn)滑劑多具有專屬性，不同的摩擦界面要用不同的潤(rùn)滑劑，即使同一界面也因負(fù)荷、使用條件、用途不同而需使用不同的潤(rùn)滑劑。而且隨著科技發(fā)展，出現(xiàn)了許多特殊條件的潤(rùn)滑需求，因而尋找和研制通用的理想型潤(rùn)滑劑具有重要的意義和應(yīng)用價(jià)值。劉維民等<9?13>首先發(fā)現(xiàn)離子液體是一類性能優(yōu)異的多用途潤(rùn)滑劑，并研究了12己基232甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液體（）和12己基232乙基咪唑四氟硼酸鹽離子液體（）的潤(rùn)滑效果。他們考察了兩種離子液體作為潤(rùn)滑劑在鋼/鋼、鋼/鋁、鋼/銅、鋼/單晶硅、鋼/二氧化硅、鋼/陶瓷、陶瓷/二氧化硅及陶瓷/陶瓷等摩擦副的摩擦學(xué)特性，并與X21P和PFPE進(jìn)行了對(duì)比。在鋼/鋼摩擦副上離子液體的承載最大負(fù)荷可達(dá)到1000N，而X21P和PFPE在400N和500N時(shí)就會(huì)發(fā)生卡咬，并且由于離子液體對(duì)空氣和水穩(wěn)定，少量水溶入離子液體（<5%）可以改善抗磨能力。兩種離子液體的摩擦系數(shù)均低于X21P和PFPE的，且的摩擦系數(shù)在8種摩擦副中均最低，證明離子液體可作通用型潤(rùn)滑劑使用。

　　其后他們又考察了陰離子種類對(duì)離子液體摩擦學(xué)特性的影響。在室溫條件下，鋼/鋼摩擦副上3種陽(yáng)離子相似的烷基咪唑離子液體減摩性能順序?yàn)椋?>->-（雙（三氟甲基磺酰）胺鹽）；抗磨性能順序?yàn)椋?>->-。在試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)-類離子液體能適用于金屬/金屬、陶瓷/陶瓷等多種摩擦副，摩擦系數(shù)極低，可作為通用型潤(rùn)滑劑使用。

　　為什么離子液體表現(xiàn)出如此優(yōu)異的摩擦學(xué)特性呢葉承峰等<14>認(rèn)為離子液體本身帶有負(fù)電荷，在摩擦過程中很容易與摩擦副的正電荷點(diǎn)結(jié)合，形成穩(wěn)定的過渡態(tài)，而且這種過渡態(tài)的構(gòu)型非常有序，能形成有一定厚度的不易被切斷的邊界潤(rùn)滑膜；從極性來說，離子液體具有兩重性，遇極性物質(zhì)表現(xiàn)極性，遇非極性物質(zhì)表現(xiàn)非極性，因此可與各種表面作用形成保護(hù)膜，從而可承載高負(fù)荷，降低摩擦系數(shù)和磨損率。

　　針對(duì)烷基咪唑類離子液體在摩擦副上的摩擦腐蝕問題，研究人員合成了一些新的離子液體。劉維民等<15?22>為了解決烷基咪唑類離子液體在較高載荷下作為鋼/鋁摩擦副潤(rùn)滑劑時(shí)對(duì)鋁基體的腐蝕磨損問題，設(shè)計(jì)合成了一系列含磷酸酯官能團(tuán)的離子液體。含磷酸酯的離子液體因可與鋁形成五元或六元配合物，導(dǎo)致二者的結(jié)合能力更強(qiáng)，從而在基底上形成致密的化學(xué)吸附層，減緩了對(duì)鋁的腐蝕，提高了潤(rùn)滑性能。劉旭慶等<23>把苯并三唑加入離子液體中，解決了離子液體對(duì)鋼/銅錫合金摩擦副的腐蝕性這一難題。而后又研究了季鹽離子液體對(duì)鋼/鋁和鋼/鋼摩擦體系的摩擦學(xué)特性<24，25>，發(fā)現(xiàn)此類離子液體的抗磨性能和承載能力均優(yōu)于普通的烷基咪唑類離子液體。馮大鵬等<26>合成了12乙基232辛基咪唑二乙基磷酸鹽離子液體（），表征了其結(jié)構(gòu)和黏度、傾點(diǎn)等性質(zhì)，在四球試驗(yàn)機(jī)和SRV摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上評(píng)價(jià)了其作為鋼/鋼體系潤(rùn)滑劑的潤(rùn)滑作用。鋼塊磨損表面形貌及化學(xué)狀態(tài)的掃描電子顯微鏡（SEM）和光電子能譜（XPS）分析表明：與聚α烯烴（PAO）類潤(rùn)滑油相比，所合成的離子液體表現(xiàn)出優(yōu)異的減摩抗磨效果，并且腐蝕性極低。他們認(rèn)為低負(fù)荷時(shí)離子液體靠物理吸附膜實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑作用，高負(fù)荷時(shí)則發(fā)生復(fù)雜的摩擦化學(xué)反應(yīng)，形成具有高承載能力和抗磨性能的含F(xiàn)e2O3和有機(jī)金屬?gòu)?fù)合物的邊界潤(rùn)滑膜，能有效地提高承載能力和抗磨性能。Yao等<27>合成了一類2位被單陽(yáng)離子和雙陽(yáng)離子取代的咪唑類離子液體，并在250℃評(píng)價(jià)了其摩擦學(xué)特性。結(jié)果表明，由于2位被惰性基團(tuán)取代，使離子液體的化學(xué)和熱穩(wěn)定性增加。SEM和XPS分析表明在250℃時(shí)摩擦界面形成氟化亞鐵、氮化物以及硫化物等的保護(hù)膜，從而表現(xiàn)出優(yōu)異的高溫潤(rùn)滑性能。

　　夏延秋等<28>主要研究了基體處理對(duì)離子液體潤(rùn)滑性能的影響。他們對(duì)1Cr18Ni9Ti不銹鋼球用等離子體進(jìn)行氮化，在12丙基232辛基咪唑六氟磷酸鹽離子液體（）和PAO潤(rùn)滑下，用OptimolSRV型磨損試驗(yàn)機(jī)研究了氮化和未氮化情況下不銹鋼球相對(duì)于SAE52000鋼潤(rùn)滑時(shí)的摩擦磨損情況。從磨損表面形態(tài)以及主要元素化學(xué)態(tài)分析發(fā)現(xiàn)氮化的不銹鋼球抗磨能力明顯提高，但減摩作用不顯著。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的部分原因可能是氮化后形成了FexN，使不銹鋼表面的相組成和硬度發(fā)生變化，在潤(rùn)滑界面滑動(dòng)時(shí)發(fā)生摩擦化學(xué)反應(yīng)，得到的表面保護(hù)膜和吸附的潤(rùn)滑膜一起作用使抗磨能力提高。其后該研究小組采用電沉積法在銅基質(zhì)上分別沉積了Ni和Ni2Si3N4納米粒子兩種涂層，在AISI1045鋼基質(zhì)上分別沉積了納米鎳鍍層和粗晶粒鎳鍍層，在球2盤磨損試驗(yàn)機(jī)上考察了離子液體、PFPE和液體石蠟（MO）作為潤(rùn)滑劑的潤(rùn)滑效果，得出如下結(jié)論：電沉積的鎳涂層由于含有Si3N4納米粒子而導(dǎo)致銅基質(zhì)的硬度從1116GPa增至4175GPa，而鋼基質(zhì)上納米鎳鍍層的硬度也遠(yuǎn)高于粗晶粒鎳鍍層（6115GPa>2126GPa）。在相同條件下，12乙基232己基咪唑六氟磷酸鹽離子液體（）的體積磨損量約為MO的1/30，其摩擦系數(shù)只有01033，磨損表面形成氟化物和磷化物膜，從而降低了摩擦系數(shù)和體積磨損量。使用PFPE作為潤(rùn)滑劑時(shí)，在兩種鍍層上其潤(rùn)滑性能均差于離子液體<29，30>。Zhang等<31>合成了1，32二乙基咪唑磷酸二乙酯鹽（）、12乙基232丁基咪唑磷酸二乙酯鹽（）和12乙基232辛基咪唑磷酸二乙酯鹽（）3種新的離子液體并用SRV考察了它們?cè)阡?鋼摩擦副上的摩擦學(xué)特性。

　　實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，磷酸二乙酯鹽類離子液體在100℃時(shí)有著很好的潤(rùn)滑性能且基本無(wú)腐蝕。在摩擦過程中該類離子液體會(huì)形成一層FePO42烷基咪唑保護(hù)膜而起到明顯的減摩抗磨作用，烷基鏈越長(zhǎng)作用越明顯。

作者：佚名　　來源：中國(guó)潤(rùn)滑油網(wǎng)