改變界面間摩擦系數(shù)的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種改變界面間摩擦系數(shù)的方法及裝置，特別涉及一種適用于改變變 速箱、導(dǎo)軌的金屬界面摩擦系數(shù)的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著科技的發(fā)展，各種各樣的機(jī)電系統(tǒng)逐步升級，同一個機(jī)電系統(tǒng)可能在多種工 況下工作，例如僅汽車的變速箱油，在汽車的運(yùn)行過程中要滿足不同路況和操作條件的要 求，因此潤滑劑的潤滑性多樣化是一個本領(lǐng)域人員所感興趣的問題。
[0003] 摩擦系數(shù)一般指對一種材料在另一種材料上滑動的難易程度的度量。摩擦系數(shù)適 用于一對材料而不是簡單適用于一個對象本身。常見的改變摩擦系數(shù)的方法是在摩擦界面 的潤滑油脂中添加減摩劑，從而降低或者穩(wěn)定摩擦系數(shù)，也就是提高"油性"。用作減摩劑的 是表面活性物質(zhì)，如天然脂、脂肪酸及其醋和鹽等。送些物質(zhì)的分子被吸附在金屬表面上， 防止摩擦表面的直接接觸。
[0004] 自二十世紀(jì)五十年代W來，人們針對電場與材料摩擦學(xué)行為之間的關(guān)系開展了大 量研究。作為一種典型的智能材料，電流變液體在外加電場下，粘度、模量和屈服應(yīng)力等發(fā) 生迅速變化，而當(dāng)電場取消后，液體的性能又能恢復(fù)到常態(tài)。由于電流變液體的送一特性， 實(shí)現(xiàn)了電場與力矩之間的可控、無級和可逆?zhèn)鬟f，特別適合于在禪合系統(tǒng)中的應(yīng)用，如減振 器、離合器、制動器和隔振器等，因而顯示了廣闊的應(yīng)用前景。但目前的電流變液體是由高 介電常數(shù)、低電導(dǎo)的易極化電介質(zhì)顆粒分散于低介電常數(shù)的絕緣油中從而形成的懸浮體 系。電流變液體主要是通過電場的變化極化電介質(zhì)顆粒，從而改變液體的粘度，現(xiàn)有電流變 液體的性能未達(dá)到實(shí)用化要求。電流變液體除了粘度、模量和屈服應(yīng)力等隨外加電場發(fā)生 迅速變化外，本身不具備潤滑性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明提供了一種改變界面間摩擦系數(shù)的方法及裝置。
[0006] 本發(fā)明的改變界面間摩擦系數(shù)的方法，是在含有潤滑劑的兩界面間施加電場，所 述潤滑劑中含有極性添加劑，所述極性添加劑在電場電壓變化時能夠改變潤滑劑的摩擦系 數(shù)。
[0007] 所述界面可W是導(dǎo)電材料，也可W是在界面上設(shè)置有電極的非導(dǎo)電材料，優(yōu)選導(dǎo) 電材料。
[0008] 所述界面可W為面接觸界面、線接觸界面和點(diǎn)接觸界面中的一種界面或幾種界面 的組合；所述面接觸界面包括兩個相互平行的平面；所述線接觸界面優(yōu)選導(dǎo)電圓柱體和平 面；所述點(diǎn)接觸界面優(yōu)選導(dǎo)電球體與平面。
[0009] 所述界面間的間距優(yōu)選0. 01 μ m~5η皿，最優(yōu)選0. 01 μ m~100 μ m。
[0010] 所述電場的電壓為0.1 mV~220V，優(yōu)選ImV~20V，最優(yōu)選lOmV~2V。
[0011] 所述電場優(yōu)選直流電場。
[0012] 所述潤滑劑包括潤滑基礎(chǔ)油和/或潤滑基礎(chǔ)脂、極性添加劑，所述潤滑基礎(chǔ)油可 W選用API I、II、III、IV、V類潤滑基礎(chǔ)油中的一種或多種，優(yōu)選硫含量質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于 0. 03%、飽和姪質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于90%的礦物油和/或合成油；所述潤滑基礎(chǔ)脂可W選用皂基 脂和/或非皂基脂。
[0013] 所述極性添加劑優(yōu)選烷基礙酸金屬鹽、磯酸和/或亞磯酸的烷基醋、硫代磯酸醋、 磯酸醋胺鹽、硫代磯酸胺鹽、二烷基二硫代磯酸鹽、脂肪酸、脂肪醇、脂肪胺、脂肪醜胺、二焼 基二硫代氨基甲酸醋、油溶性有機(jī)鋼和油溶性納米金屬添加劑中的一種或多種，更優(yōu)選焼 基礙酸金屬鹽、磯酸和/或亞磯酸的烷基醋、磯酸醋胺鹽、二烷基二硫代磯酸鹽和油溶性有 機(jī)鋼中的一種或多種。
[0014] 所述極性添加劑的質(zhì)量占潤滑劑總質(zhì)量的0. 01%~50%，優(yōu)選0. 1%~30%，最 優(yōu)選0. 1%~15%。
[0015] 所述烷基礙酸金屬鹽選自烷基礙酸的巧鹽、鋼鹽、頓鹽和鎮(zhèn)鹽中的一種或多種， 優(yōu)選C8~C24的礙酸巧、礙酸鋼、礙酸頓和礙酸鎮(zhèn)中的一種或多種，最優(yōu)選堿值為200~ 450m巧OH/g的CIO~C20的礙酸鎮(zhèn)、礙酸鋼和礙酸巧中的一種或多種。
[0016] 所述磯酸和/或亞磯酸的烷基醋中一個或多個烷基的碳原子數(shù)為C2~C12,具體 來說，可W選用磯酸Η 了醋、亞磯酸二己醋、亞磯酸二了醋、亞磯酸二異了醋和亞磯酸二正 辛醋中的一種或多種。優(yōu)選的磯酸和/或亞磯酸的烷基醋中一個或多個烷基的碳原子數(shù)為 C2 ~C8。
[0017] 所述硫代磯酸醋選自硫代正磯酸醋和/或硫代亞磯酸醋，例如可W選用硫代磯酸 和/或硫代亞磯酸的烷基醋、芳基醋、烷基芳基醋、芳基烷基醋和酪醋中的一種或多種，其 中一個或多個烷基、芳基、烷基芳基、芳基烷基或酪中的碳原子數(shù)為C2~C12,具體來說，可 W選用硫代磯酸Η甲酪醋、硫代磯酸Η苯醋、硫代磯酸Η 了醋、硫代亞磯酸二了醋和硫代亞 磯酸Η苯醋中的一種或多種。所述硫代磯酸醋優(yōu)選硫代磯酸和/或硫代亞磯酸的烷基醋、 芳基醋和酪醋中的一種或多種，其中一個或多個烷基、芳基、或酪中的碳原子數(shù)為C2~C8。
[0018] 所述磯酸醋胺鹽選自磯酸醋的脂肪胺鹽，可W選用磯酸醋的C3~C24脂肪伯、仲、 叔胺鹽，優(yōu)選磯酸醋的C4~C22脂肪胺鹽，最優(yōu)選磯酸醋的C8~C18脂肪胺鹽。
[0019] 所述硫代磯酸胺鹽選自硫代磯酸的脂肪胺鹽，可W選用硫代磯酸的C3~C24的脂 肪伯、仲、叔胺鹽、醇胺鹽，所述醇胺優(yōu)選Η己醇胺、二己醇胺、單己醇胺、二異丙醇胺、單異 丙醇胺、氨基丙醇、苯丙胺醇和亮胺醇中的一種或多種。所述硫代磯酸胺鹽優(yōu)選硫代磯酸的 C4~C22脂肪胺鹽，最優(yōu)選硫代磯酸的C8~C18脂肪胺鹽。
[0020] 所述二烷基二硫代磯酸鋒中的烷基為C1~C12烷基，優(yōu)選C2~C8烷基，最優(yōu)選 C4~C6烷基。所述二烷基二硫代磯酸鋒可W選用硫磯了辛伯烷基鋒鹽、硫磯雙辛伯烷基鋒 鹽、硫磯辛伯烷基辛仲烷基鋒鹽，其商品牌號為Τ202、Τ203、Τ204。
[0021] 所述脂肪酸、脂肪醇、脂肪胺、脂肪醜胺的烷基為C4~C22烷基，優(yōu)選C8~C20焼 基，最優(yōu)選CIO~C18烷基。
[0022] 所述二烷基二硫代氨基甲酸醋中的烷基為C2~C12烷基，優(yōu)選C2~C8烷基，可 W是己基、正丙基、異丙基、正了基、異了基、仲了基、正戊基、異戊基、正己基、異己基、正辛 基和2-己基己基中的一種或多種。
[0023] 所述油溶性有機(jī)鋼選自二烷基二硫代磯酸鋼、二烷基二硫代磯酸氧鋼、二烷基二 硫代氨基甲酸鋼、黃原酸鋼、硫代黃原酸鋼、Η核鋼硫絡(luò)合物、鋼胺絡(luò)合物和鋼酸醋中的一 種或多種，所述油溶性有機(jī)鋼包含足夠碳數(shù)的姪基W使有機(jī)鋼可溶于或分散于潤滑基礎(chǔ)油 和/或潤滑基礎(chǔ)脂中，所述姪基的碳數(shù)在2~60之間，優(yōu)選10~50之間。所述油溶性有機(jī) 鋼可W選用美國Vanderbilt公司生產(chǎn)的MolyVan L822、L855,日本旭電化公司生產(chǎn)的515、 525、710 等。
[0024] 所述油溶性金屬納米添加劑為銅、鐵、鉆、媒、館、鋼、錫、錬和稀±金屬中的單一油 溶性納米金屬添加劑或幾種金屬混合的油溶性納米合金添加劑，優(yōu)選油溶性納米銅、鐵、 鉆、媒、鋼和稀±金屬中的一種或幾種或送些金屬的油溶性納米合金。油溶性金屬納米添加 劑的粒徑分布在1~500皿之間，優(yōu)選10~350皿之間，最優(yōu)選20~150皿。
[0025] 所述極性添加劑最優(yōu)選二烷基二硫代磯酸鹽、磯酸和/或亞磯酸的烷基醋與油溶 性有機(jī)鋼的混合物。
[0026] 本發(fā)明還提供了 一種改變界面間摩擦系數(shù)的裝置。
[0027] 本發(fā)明裝置包括電源和與電源相連的兩個界面，兩界面間含有潤滑劑，所述潤滑 劑中含有極性添加劑，所述極性添加劑在電場電壓變化時能夠改變潤滑劑的摩擦系數(shù)。
[0028] 所述界面可W是導(dǎo)電材料，也可W是在界面上設(shè)置有電極的非導(dǎo)電材料，優(yōu)選導(dǎo) 電材料。
[0029] 所述界面可W為面接觸界面、線接觸界面和點(diǎn)接觸界面中的一種界面或幾種界面 的組合；所述面接觸界面包括兩個相互平行的平面；所述線接觸界面優(yōu)選導(dǎo)電圓柱體和平 面；所述點(diǎn)接觸界面優(yōu)選導(dǎo)電球體與平面。
[0030] 所述界面間的間距優(yōu)選0. 01 μ m~5n皿，最優(yōu)選0. 01 μ m~100 μ m。
[003。 所述電場的電壓為0.1 mV~220V，優(yōu)選ImV~20V，最優(yōu)選lOmV~2V。
[0032] 所述電場優(yōu)選直流電場。
[0033] 所述潤滑劑及極性添加劑同前面敘述的潤滑劑和極性添加劑。
[0034] 本發(fā)明裝置中優(yōu)選加入調(diào)壓部件和/或恒壓部件，可W調(diào)節(jié)和/或穩(wěn)定電場的電 壓。
[0035] 本發(fā)明方法及裝置可W改變界面間的摩擦系數(shù)，比如提高或降低摩擦系數(shù)，改變 摩擦效果，提高設(shè)備的可靠性，滿足設(shè)備在不同工況條件下的潤滑性能需求。
【附圖說明】：
[0036] 圖1為改變界面間摩擦系數(shù)的裝置示意圖。
[0037] 圖2為優(yōu)選的改變界面間摩擦系數(shù)的裝置圖。
[003引圖3為優(yōu)選的改變界面間摩擦系數(shù)的裝置圖。
[0039] 圖4為優(yōu)選的改變界面間摩擦系數(shù)的裝置圖。
[0040] 圖5為優(yōu)選的改變界面間摩擦系數(shù)的裝置圖。
[0041] 圖6為優(yōu)選的改變界面間摩擦系數(shù)的裝置圖。
【具體實(shí)施方式】
[0042] 下面通過實(shí)例進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于此。
[0043] 所用添加劑、基礎(chǔ)油及其來源如下：
[0044] T202, 了辛基二硫代磯酸鋒，無錫南方石油添加劑有限公司
[0045] T203,雙辛基二硫代磯酸鋒，無錫南方石油添加劑有限公司
[0046] T304,亞