在機械運動中總是伴隨摩擦和磨損現(xiàn)象。全世界能源的1/3是消耗在摩擦上，零件有8（%是由于磨損而失效。科學研究表明，一個工業(yè)國家如果將現(xiàn)代摩擦知識即摩擦、磨損和潤滑科學合理而恰到好處地應用于潤滑過程，則可節(jié)省能源達國內(nèi)生產(chǎn)總值的0.4%11.研究表明，納米顆粒具有尺寸小、比表面積大、表面間形態(tài)不同于顆粒內(nèi)部、表面原子配位不全及表面活性強等特性，在高技術新材料領域具有重要的研究和應用價值。正因為如此，針對納米微粒摩擦學性能的研究受到了廣泛關注12-6.業(yè)已發(fā)現(xiàn)，納米顆粒作為潤滑油添加劑通常表現(xiàn)出良好的抗磨性能、優(yōu)異的極壓性能和一定的減摩性能；此外，納米材料在磨損表面的沉積可能對磨損表面起一定的修復作用。

　　納米Fe3）4有具有磁性材料的特性，將納米Fe作為潤滑油的添加劑，具有較好的潤滑性能，具備普通潤滑劑不具備的一系列優(yōu)點，比如良好的自密封性能、不發(fā)生泄漏、不產(chǎn)生污染等，有非常好的應用前景。本文作者針對磁流體作為潤滑劑添加劑的潤滑性能進行了試驗研究，利用MMW-1立式四球機對磁流體潤滑膜進行了摩擦學試驗，并討論了其減摩抗磨機制。

　　1試驗試驗在MMW-1立式萬能摩擦磨損試驗機上進行，潤滑油減摩抗磨能力的評價均按GB-3142進行。試驗米用四球法完成。試件均米用412. 7mm，硬度HRC5961的GCr15二級標準鋼球。試驗前，鋼球、油杯及夾頭均采用石油醚清洗2次，吹干待用。

　　基礎液為4（汽輪機油。實驗測定不同添加劑含量、不同載荷和不同速度下試球的磨斑直徑（WSD），取其平均值作為試驗結(jié)果，3次平行試驗結(jié)果同平均值的相對誤差不大于5%.并且測定了摩擦因數(shù)、承2試驗結(jié)果與分析和2分別為磨斑直徑和摩擦因數(shù)隨添加劑質(zhì)量分數(shù)變化的關系曲線。試驗條件為：載荷392N，主軸轉(zhuǎn)速1 200r/min試驗時間42min試驗結(jié)束后用石油醚清洗試球。從圖中可以看出，添加納米磁性顆粒的潤滑劑的WSD值比基載油要小，最小值出現(xiàn)在添加劑質(zhì)量分數(shù)為1%處，隨添加劑質(zhì)量分數(shù)增加WSD值有所增大，添加劑質(zhì)量分數(shù)為8%時WSD值最大。而摩擦因數(shù)呈遞減狀態(tài)，表明Fe34磁流體添加劑可以大幅度改善基礎液的摩擦學性能。

　　和4分別為試驗載荷對磨損直徑和摩擦因數(shù)的影響。試驗條件為：主軸轉(zhuǎn)速1200r/min試驗時間42mi.試驗結(jié)束后用石油醚清洗試球。結(jié)果表明：在負荷p低于392N以下時添加劑質(zhì)量分數(shù)為0.5%的潤滑液的磨損量最小，但和其它含量相比差別很小。當載荷達到并超過392N時基礎液和添加劑質(zhì)量分數(shù)為0.5%的均發(fā)生潤滑失效。而添加劑質(zhì)量分數(shù)為的磨損量幾乎不受負荷的影響而保持在0.60.7mm之間，說明其在重載下的磨損性能優(yōu)質(zhì)量分數(shù)為0.5%時，磨損量隨速度的增加磨損直徑增大，而添加劑質(zhì)量分數(shù)為1%，磨損直徑在低速下較小，速度增加時磨損量趨于增加，但是有波動。

　　從可以看出，摩擦因數(shù)隨轉(zhuǎn)速的增加逐漸減小。

　　顯示了承載能力和添加劑質(zhì)量分數(shù)之間的關系，試驗時主軸轉(zhuǎn)速n為1200r/mi.從圖中可以看出，基載液的綜合承載能力為199. 9N，在添加劑質(zhì)量分數(shù)較低時承載能力沒有明顯的提高，添加劑質(zhì)量分數(shù)較高時承載能力有較大的提高，其中添加劑質(zhì)量分數(shù)為10%時，其承載能力增加了16.5%.其承載能力的提高主要在于納米顆粒的增粘作用，使?jié)櫥ぴ龊?，從而提尚了綜合承載能力。

　　齠19添加劑質(zhì)量分數(shù)/承載能力與添加含納米顆粒潤劑質(zhì)量分數(shù)曲線滑的物理模型為納米磁性顆粒潤滑物理模型，可見大量的磁性顆粒彌散于基液中，摩檫機制可以認為是靠物理作用和金屬納米粒子的表面效應沉積在摩擦副表面來提高摩擦副的抗磨減摩能力。大致可以歸納如下：由于納米微粒大多為球狀，摩擦副表面像滾珠一樣自由滾動，能起到類似“球軸承”的作用，從而提高潤滑性能；（2）在重載或高溫條件下，在兩摩擦表面間形成金屬金屬滑動系從而具有優(yōu)異的極壓和抗磨性能；（3）納米磁性顆粒的尺寸遠遠小于金屬表面的砂眼等缺陷，并且將材料的晶粒尺寸減小到納米量級，那么這種材料將會在很低的溫度下發(fā)生擴散蠕變，并有很好的塑性變形能力。由于納米粒子具有室溫超塑延展性，納米粒子在摩擦過程中，在一定的負荷下可以伸縮變形。如果摩擦接觸表面凸起，則納米粒子可被壓縮變平；如果接觸表面下凹，則納米粒子可以填充工件表面微裂紋和微小缺陷部分，起到對磨損表面的修復作用，最終使摩擦接觸表面始終處于較為平整的狀態(tài)，從而起到改善潤滑油摩擦磨損性能的效果。從已有的研究成果看，納米作為修復添加劑是一種有望成為耐高溫、高性能、無污染的原位動態(tài)自修復的新型添加劑。納米金屬添加劑在摩擦過程中與固體表面結(jié)合，形成超光滑的保護層，填塞微劃痕，可提高摩擦副的摩擦和磨損的性能。

　　粗糙表面（16g-3）平均膜厚和接觸面積隨速度的變化給出了磨削的工程表面（R=455nm）膜厚和壓力隨速度的變化。與光滑表面類似，隨速度降低，膜厚逐漸減小，流體區(qū)所承擔的載荷逐漸減小，整體壓力分布逐漸趨向于干接觸時的壓力分布。粗糙峰引起了壓力劇烈的變化，出現(xiàn)了許多很高的壓力峰，因而表面將經(jīng)歷多次應力集中。

　　平均膜厚和接觸面積隨速度的變化。比較光滑表面的結(jié)| '果（）可見，對于目前的粗糙表面，在計算所用的速度范圍內(nèi)，均處于混合潤滑狀態(tài)下，在高速的時候，接觸面積較小，絕大部分外載荷由流體承擔，隨速度的降低，接觸面積迅速增大，大部分外載荷由粗糙峰接觸區(qū)承擔。在速度變化的整個過程中，潤滑狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)化是光滑連續(xù)過渡的，沒有產(chǎn)生壓力和膜厚的劇烈變化。

　　4結(jié)論基于所開發(fā)的潤滑分析模型研究了速度從高到低變化時，潤滑狀態(tài)的過渡過程。對于光滑表面，彈流潤滑向混合潤滑的轉(zhuǎn)變點發(fā)生在很低速度下，并光滑過渡。對于粗糙表面，在較高速度下開始發(fā)生接觸，處于混合潤滑狀態(tài)，只有在很高速度下才形成全膜潤滑，從全膜到混合潤滑依然光滑過渡。