烷基咪唑-螯合硼酸离子液体摩擦学性能_黄雪飞.pdf

2023 年 2 月第 48 卷 第 2 期润滑与密封LUBICATION ENGINEEINGFeb.2023Vol.48 No.2DOI:10.3969/j.issn.02540150.2023.02.004文献引用:黄雪飞，王娇，李志鹏，等烷基咪唑螯合硼酸离子液体摩擦学性能 J 润滑与密封，2023，48(2):2331Cite as:HUANG Xuefei，WANG Jiao，LI Zhipeng，et alTribological properties of alkyl imidazolechelated borate ionic liquids J Lubrica-tion Engineering，2023，48(2):2331*基金项目:国家自然科学基金项目(51875342)收稿日期:20211204;修回日期:20220104作者简介:黄雪飞(1998)，男，硕士研究生，研究方向为新型润滑添加剂。Email:997173007 。通信作者:任天辉(1965)，男，博士，教授，研究方向为润滑材料摩擦化学。Email:thren 。烷基咪唑螯合硼酸离子液体摩擦学性能*黄雪飞王娇李志鹏任天辉(上海交通大学化学化工学院，薄膜与微细技术教育部重点实验室上海 200240)摘要:以 1，3二癸基咪唑为阳离子，双水杨酸螯合硼酸为阴离子开发一类新型的环境友好螯合硼酸酯烷基咪唑离子液体 nDICB/iDICB，采用四球试验机考察 2 种添加剂在三羟甲基丙烷三油酸酯(PETO)基础中的摩擦学性能，采用 SEM、EDX 和 XANES 分析磨损表面的形态和摩擦中形成的摩擦膜的化学成分。结果表明:nDICB/iDICB具有优异的综合摩擦学性能，可显著提高可生物降解基础油的减摩、抗磨和极压性能;iDICB 的减摩性能和极压性能优于 nDICB，质量分数 2.5%的 iDICB 可使 PETO 的摩擦因数和磨斑直径分别降低 33.0%和 22.1%，最大无卡咬负荷提高 66.6%。摩擦过程中，nDICB/iDICB 形成了由 B2O3、Na2B4O7、NaBO3和 BN 等混合物组成的致密摩擦膜，这是离子液体具有优异的摩擦性能根本原因。关键词:离子液体;环境友好;摩擦性能;表面分析;摩擦学机制中图分类号:TH117.1Tribological Properties of Alkyl ImidazoleChelated Borate Ionic LiquidsHUANG XuefeiWANG JiaoLI ZhipengEN Tianhui(Key Laboratory for Thin Film and Microfabrication of the Ministry of Education，School of Chemistry and ChemicalEngineering，Shanghai Jiaotong University，Shanghai 200240，China)Abstract:A new type of environmentally friendly chelated boratealkyl imidazole ionic liquid(nDICB/iDICB)wasdeveloped with 1，3didecylimidazole as the cation and dissalicylic acid chelated boric acid as the anionThe tribologicalproperties of the two additives in the base of trimethylolpropane trioleate(PETO)were investigated using a four ball testerThe morphology of the worn surface and the chemical composition of the friction film formed during friction were analyzedby SEM，EDX and XANESThe results show that nDICB/iDICB additives have excellent tribological properties and cansignificantly improve the friction reducing，antiwear and extreme pressure properties of the biodegradable base oilIDICBhas better antifriction performance and extreme pressure performance than nDICB，and mass fraction 2.5%of iDICBcan reduce the friction coefficient and wear scar diameter of PETO by 33.0%and 22.1%respectively，and increase themaximum non seizure load by 66.6%During the friction process，nDICB/iDICB forms a compact friction film mainlycomposed of a mixture of B2O3，Na2B4O7，NaBO3and BN，which contributes to the excellent friction properties of the ionicliquidsKeywords:ionic liquid;environmentally friendly;tribological properties;surface analysis;tribological mechanism润滑材料是作用于机械设备中相对运动的摩擦副之间，减少摩擦、降低磨损的材料。润滑添加剂是润滑材料的重要组成部分，可有效降低摩擦因数、增强抗磨性能12。然而，传统的润滑添加剂通常含有硫、磷元素，长期使用含硫、含磷的润滑剂，如市场上常用的二烷基二硫代磷酸锌(ZDDP)，会造成金属腐蚀和环境污染34。因此，开发新型的无硫、无磷摩擦改进剂成为近年来研究的热点。离子液体(Ionic liquids)是由阴离子和阳离子组成的熔融盐，在室温或接近室温下为液体，因此离子液体也被称为低温熔融盐5。由于其优异的热和化学稳定性、不挥发特性、温度范围宽、良好的溶解性、结构的可设计性和扩展性，离子液体是润滑添加剂的优良载体67。大多数用作润滑添加剂的离子液体都 含 有 卤 素，例 如 X(F、Cl、Br或 I)、(PF6)、(BF4)、(AlCl4)、(CF3SO3)，而含卤素离子液体(X、(PF6)、(BF4)、(AlCl4)水解会产生有毒、有腐蚀性的气体(HF、HCl 等)89，限制了它们在润滑油添加剂的应用10。因此，人们越来越关注用环境友好的元素来代替卤素和硫、磷元素。离子液体阳离子中含氮杂环具有优异的极压、抗磨、抗氧化和抗腐蚀能力，其中咪唑阳离子因其良好的热稳定性而被广泛研究1113。此外，含氮添加剂可以形成有利于微生物生长的环境，有良好的生物降解性。在阴离子方面，螯合硼离子液体因其对环境友好和良好的减摩抗磨性能而备受关注1416。以廉价的水杨酸为反应物，得到的螯合硼离子液体具有较高的性价比17。因此，合成一种由咪唑阳离子和螯合硼酸阴离子组成的具有优异减摩和抗磨性能、热稳定性好、环境友好的离子液体摩擦改进剂，具有重要研究意义和应用潜力。本文作者在咪唑上通过氢化钠的催化引入癸烷基链，得到 1，3二癸基咪唑阳离子，在碳酸锂的催化和加热条件下使水杨酸和硼酸反应得到双水杨酸螯合硼酸酯阴离子，中和后获得离子液体产物。摩擦学试验结果表明，所制备的离子液体润滑添加剂具有优异的减摩、抗磨 和 极 压 性 能。此 外，SEM、EDX 和XANES 分析结果表明，摩擦膜主要由氧化硼组成，硼元素主要以三配位和四配位氧化硼的形式存在。1实验部分1.1实验材料咪唑、氢化钠、四氢呋喃、溴代正癸烷、溴代异癸烷、碳酸锂、硼酸、水杨酸和二氯甲烷由阿拉丁化学试剂有限公司提供。所有溶剂和化学品均未经进一步纯化处理。三羟甲基丙烷三油酸酯(PETO，2088，马来西亚)用作基础油。表 1 展示了商用 PETO 的物理特 性18。摩 擦 试 验 使 用 的 钢 球(12.7 mm，HC5961)为 GCr15 钢球。表 1PETO 基础油的物理性质Table 1Physical properties of the PETO bases oil参数数值密度(20)/(gcm3)092运动黏度/(mm2s1)65(40)，13(100)黏度指数208色度0倾点 tv/27闪点 ts/310酸值(以 KOH 计)w/(mgg1)2外观黄色透明液体羟值(以 KOH 计)wq/(mgg1)71.2DICB 添加剂的合成文中添加剂的合成方法参考文献 1923。合成路线分为 3 个步骤，如图 1 所示。图 1nDICB/iDICB 的合成路线Fig.1Synthetic route of nDICB/iDICB42润滑与密封第 48 卷(1)1，3二癸基咪唑阳离子(C10)2Im+)的合成将氢化钠(10 mmol，0.24 g)加入装有 10 mL四氢呋喃的 100 mL 烧瓶中，并将混合物在冰浴中搅拌。向烧瓶中缓慢加入 10 mL 含咪唑(10 mmol，0.68 g)的四氢呋喃溶液，室温搅拌 2 h。然后，将溴代癸烷(20 mmol，4.42 g)滴加到溶液中，混合物在室温下保持搅拌回流 12 h。反应后过滤，真空蒸发滤液。将残余物溶解在二氯甲烷中，过滤，然后真空蒸发以获得阳离子前驱体(C10)2Im Br。(n C10)2ImBr的1HNM(400 MHz，CDCl3)，(106):0 87(6H，CH3)，1.23 1.33(28H，(CH2)7)，1.91(4H，CH2)，4.36(4H，CH2)，7.18(2H，NCHCHN)，11.14(1H，NCHN)。(2)双水杨酸螯合硼酸阴离子(DSCB)的合成向溶解有碳酸锂(5 mmol，0.37 g)和硼酸(10mmol，0.62 g)的水溶液中缓慢加入水杨酸(20mmol，2.76 g)。将该溶液在 60 下搅拌反应 2 h 直至溶液均匀，得到阴离子前驱体 Li DSCB。(3)中和将等摩尔的阳离子前驱体加入阴离子前驱体溶液中，并在室温下搅拌 2 h。混合物用二氯甲烷萃取，水洗 3 次，然后分离。下层有机相加入无水硫酸镁干燥，过滤。真空旋转蒸发除去溶剂，得到产物 DICB。使用不同结构的溴化癸烷作为反应物，可以得到 2 种不同的产物，即 nDICB 和 iDICB。nDICB 的产率为 93%，iDICB 的产率为 91%。nDICB 的1HNM(400 MHz，CDCl3)，(106):0.87(6H，CH3)，1.19 1.30(28H，(CH2)7)，1.711.76(4H，CH2)，4.08(4H，CH2)，6.846.90(4H，C6H4)，710(2H，C6H4)，7.35 7.40(2H，C6H4)，7.85(2H，NCHCHN)，9.39(1H，NCHN)。1.3DICB 添加剂的表征DICB 添加剂的元素质量分数采用 EA 和 CP 测定，如表 2 所示。C、H、N 质量分数采用 EA 测定，B 质量分数采用 ICP 测定。结果与 DICB 分子的理论元素含量一致，轻微偏差主要来自副产物。使用 FTI 来表征 nDICB 和 iDICB 的主要官能团的吸收峰，如图 2 所示，nDICB 和 iDICB 的大部分吸收峰是相似的。3 500 cm1附近的峰对应于 NH 的伸缩振动吸收峰;3 008 cm1处为与咪唑相连的亚甲基的伸缩振动吸收;2 854 和 2 914 cm1处为亚甲基的 CH 伸缩振动吸收峰，甲基的弯曲振动吸收峰则出现在 1 380 cm1处;722 cm1处是(CH2)n(n4)的面内摆动吸收峰;908 cm1处为 CH 键的面外弯曲振动峰;1 738 cm1处为环内酯的伸缩振动峰;1 014 和 1 240 cm1处分别为芳香醚的 2 个 CO键伸缩振动吸收峰;1 466 cm1处为苯环骨架伸缩振动峰;1 164 cm1处为咪唑环伸缩振动峰，说明产物中同时含有阴离子 DSCB和阳离子 (C10)2Im+;此外，780 cm1处为四面体硼配合物中的 BO 键吸收峰，说明引入了硼元素。根据1HNM、EA、ICP 和FTI 的结果，可以推断合成的是目标产物nDICB/iDICB。表 2nDICB 和 iDICB 的元素质量分数Table 2Element mass fraction of thesynthesized nDICB and iDICB名称元素质量分数 w/%CHNBnDICB6948(7025)869(839)463(443)162(174)iDICB6927(7025)886(839)455(443)160(174)注:括号内为理论值。图 2nDICB 和 iDICB 的红外光谱Fig.2FTI spectra of nDICB and iDICB1.4摩擦试验采用 MMW1 四球试验机在室温、1 450 r/min、30 min 条件下评价 DICB 在 PETO 基础油中的摩擦学性能24。摩擦因数和动摩擦因数曲线可以从测试中得到，以反映减摩性能。使用光学显微镜测量 3 个下滚珠的磨痕直径以评估抗磨性能。DICB 添加剂的极压性 能(pB值)采 用 MS 10 四 球 机 按 照 GB/T1258398 测定。每个测试至少重复 3 次(偏差在5%以内)，取平均值。522023 年第 2 期黄雪飞等:烷基咪唑螯合硼酸离子液体摩擦学性能1.5表面分析使用扫描 电 子 显 微 镜(SEM，FEI Nova 450，USA)观察磨损表面的微观形貌，并使用能量色散 X射线光谱(EDX)分析磨损表面的化学元素分布。此外，为了探究润滑作用机制，使用 X 射线吸收近边结构光谱仪(XANES，中国科学院高能物理研究所北京同步辐射装置)分析摩擦膜的化学成分。为避免污染物的影响，在分析前磨损表面用石油醚彻底清洁。2实验结果与分析2.1摩擦学性能研究实验研究了作为润滑添加剂的 nDICB 和 iDICB在 PETO 中的摩擦学性能，结果如图 3 和图 4 所示。图 3(a)、(b)所示为 196 N 载荷下 nDICB 和 iDICB 的摩擦因数随时间变化曲线，可以得出随着DICB 添加量的增加，润滑油的摩擦因数显著下降，直到 DICB 质量分数达到 2.5%后，摩擦因数趋于稳定。图 3(c)所示为 196 N 条件下，平均摩擦因数与添加剂质量分数的关系。DICB 的质量分数低于2.5%时，摩擦因数随着 DICB 质量分数的增加而显著减小;当 DICB 的质量分数超过 2.5%时摩擦因数变得相对稳定，这与摩擦因数曲线的变化趋势一致。在2.5%的质量分数下，nDICB 和 iDICB 分别使基础油的摩擦因数降低了 30.5%和 33.0%。图 3(d)显示了 DICB 的质量分数为 2.5%时 PETO 的摩擦因数与负载之间的关系。结果表明，随载荷的提高摩擦因数降低;与基础油 PETO 相比，在载荷高于 196 N 时，DICB 使得摩擦因数的降低更为明显，但在较低载荷(98 N)下，摩擦因数的降低幅度较小。这是因为当施加的载荷较小时，剪切力和产生的摩擦热不足以构建足够致密的保护膜，导致摩擦因数相对较大;随着施加载荷的增加，更大的剪切力和更多的摩擦热将促进致密保护膜的形成，增强了 DICB 的减摩性能。而294 N 比 196 N 下的摩擦因数大，主要是由于随着载荷增加，摩擦副表面微凸体接触增多，导致摩擦因数增大。比较图 3(c)、(d)可得出，在相同质量分数或相同载荷下，iDICB 的减摩效果优于 nDICB。推测其原因，可能是在摩擦副表面处于边界润滑时，吸附在摩擦表面的 iDICB 因为分子结构中的支链碳而互相缠绕，从而形成了覆盖表面微凸体的薄膜，阻止微凸体直接接触，增强了降低摩擦因数的效果。图 3nDICB/iDICB 在 PETO 基础油中的摩擦因数Fig.3Friction coefficient of nDICB/iDICB in PETO base oil:(a)the friction coefficient curves of iDICB with different massfraction in PETO under the load of 196 N;(b)the friction coefficient curves of nDICB with different mass fraction in PETOunder the load of 196 N;(c)the friction coefficient curves of nDICB/iDICB as functions of added mass fraction under theload of 196 N;(d)the friction coefficient histograms of mass fraction 2.5%nDICB/iDICB in PETO under different loads62润滑与密封第 48 卷图 4(a)所示为 196 N 条件下磨痕直径随 DICB质量分数变化的曲线。当 DICB 质量分数低于 2.5%时，随着 DICB 质量分数的逐渐增加，磨痕直径迅速减小，当 DICB 质量分数超过 2.5%后磨痕直径保持相对稳定。可见，在 196 N 载荷条件下，质量分数2.5%的 nDICB、iDICB 抗磨效果最明显，分别使磨斑直径减小了 22.6%、22.1%。这是由于 DICB 能够在摩擦副表面形成摩擦膜，随着其质量分数升高，摩擦膜的厚度增大，致密度增加，抗磨性能增强;当超过最佳添加量后，过量 DICB 无法有效地吸附在摩擦副表面，抗磨性能不能再进一步提高，基本保持稳定。图 4(b)显示了 DICB 质量分数为 2.5%时磨痕直径和载荷间的关系，结果表明，基础油和含质量分数 2.5%DICB 的基础油润滑下的磨痕直径都随着负载的增加而增加;另外，nDICB 和 iDICB 在相同质量分数或载荷下的磨痕直径接近，说明碳链结构对DICB 的抗磨效果影响不大。图 4nDICB/iDICB 在 PETO 基础油中的磨痕直径Fig.4Wear scar diameter of nDICB/iDICB in PETO base oil:(a)the wear scar diameter of nDICB/iDICB asfunctions of added mass fraction under the load of 196 N;(b)the wear scar diameter histograms of mass fraction2.5%nDICB/iDICB in PETO under different loads图 5 所示为添加不同质量分数 DICB 的 PETO 润滑油的 pB值。与 PETO 相比，添加不同质量分数DICB 的基础油 pB值都显著增加，且在质量分数为2.5%时 pB值最高，分别为 834 N(nDICB)和 883N(iDICB)，比 PETO 高约 57.4%和 66.6%;相同质量分数下，iDICB 的 pB值高于 nDICB，可能是因为异构碳链的 iDICB 热稳定性比直碳链的 nDICB差，在极压条件下易分解，形成极压膜的速度快于nDICB，所以 pB值较高。结合减摩和抗磨性能，最佳添加剂质量分数为2.5%，此时润滑油表现出最好的摩擦学性能和极压性能。图 5不同质量分数 nDICB/iDICB 的 pB值Fig.5The pBvalues of DICB additives with different mass fraction2.2磨损表面的表征为了更清晰地观察磨损表面，了解添加剂在摩擦过程中的润滑机制，使用 SEM 和 EDX 对摩擦表面的微观形貌和化学元素组成进行了分析，如图 6 所示。不含添加剂的 PETO 基础油润滑下的磨损面如图6(a1)(a3)所示，磨损面比较粗糙，凹槽非常明显，说明基础油的润滑效果比较差。相反，可以看到含有质量分数 2.5%nDICB 或 iDICB 的基础油润滑下表现出较小的磨痕直径和较浅的摩擦痕迹，如图6(b1)(b3)和图 6(c1)(c3)所示，这是因为 DICB 添加剂具有优异的抗磨性能。当放大观察磨损表面的微观结构时，可以看到含有 DICB 添加剂的基础油润滑下磨损表面相较于纯 PETO 润滑下更光滑，没有严重划痕的迹象，在金属表面可以观察到一层覆盖物。采用 EDX 分析了化学元素在磨损表面的分布，如图 7 所示。图 7(a)表明在纯 PETO 润滑的表面检测到 Fe、O 和 C 元素，主要由钢球的铁元素和 PE-TO 中的 C 和 O 元素组成。图 7(b)、(c)显示，元素 B 和 N 在 nDICB/iDICB 润滑下的磨损表面上同时检测到，说明吸附在金属表面的添加剂分子中的元素 B 和 N 参与了摩擦学反应，在剧烈摩擦过程中形成了具有高剪切力和摩擦热的保护膜，可降低摩擦因数，提高抗磨性能。722023 年第 2 期黄雪飞等:烷基咪唑螯合硼酸离子液体摩擦学性能图 6PETO 和含质量分数 2.5%nDICB 或 iDICB 的 PETO 润滑下的磨损表面 SEM 图Fig.6SEM images of worn surfaces lubricated by pure PETO and the PETO with 2.5%nDICB and iDICB:(a)lubricatedby pure PETO;(b)lubricated by the PETO with 2.5%nDICB;(c)lubricated by the PETO with 2.5%iDICB图 7PETO 和含质量分数 2.5%nDICB 或 iDICB 的 PETO 润滑下的磨损表面 EDXFig.7EDX results of worn surfaces lubricated by pure PETO and the PETO with 2.5%nDICB and iDICB:(a)lubricatedby pure PETO;(b)lubricated by the PETO with 2.5%nDICB;(c)lubricated by the PETO with 2.5%iDICB2.3DICB 的摩擦化学机制摩擦改进剂的摩擦学行为主要取决于摩擦过程中添加剂分子与金属表面形成的摩擦保护膜的化学成分2527。因此，从微纳尺度研究润滑过程的摩擦化学机制非常重要2728。近边吸收结构(XANES)是基于同步辐射光源的表面分析手段，具有很强的吸收特性。XANES 作为一种非破坏性的摩擦膜微纳化学分析方法，其以同步加速器产生的能量可变的 X射线作为 XANES 的光源，因此，与 XPS 相比，XANES可以更加精细、敏感地表征原子的位移、结合键形式和键角、相对的原子位置等信息2930。XANES 的总电子产量(TEY)和荧光产量(FY)模式分别可获取表面/近表面和本体摩擦膜的详细化学信息31。不同元素的吸收边和电子激发所需的能量不同，因此XANES 对不同元素的不同吸收边探测深度是不一样的，如图 8 所示，S、P 元素的 L 吸收边探测深度为50 nm，而 Mo 元素的 L 吸收边探测可达到 5 m32。TEY 模式主要是通过测量样品的电流来获得吸收信号，收集样品发射的俄歇电子、弹性光电子和非弹性电子信号，而电子与吸收系数成正比，因此可通过检测电子信号获得物质的化学信息。FY 模式下，荧光检测器采集样品的荧光信号，通过与前电离室信号对比得到吸收系数，主要适用于测量元素浓度较低的样品 3334。82润滑与密封第 48 卷图 8XANES 分析的最大表面深度Fig.8The maximum surface depthfor XANES analyse使用 TEY 模式测定 B 元素的 K 边 XANES 光谱，分析 DICB 产生的摩擦膜的化学组成，并使用几种标准化合物的 XANES 谱图进行比较。图 9 所示为 BN、Na2B4O7、NaBO3和 B2O3模型化合物的 B 元素的 K 边XANES 谱，反映了 B 元素在不同化合物中的价态。BN 在 192.9 eV 处(a 处)出现一个强吸收峰，在197.9 eV(c 处)和 198.6 eV 处(d 处)出现两个共振吸收峰，还在 203 eV 处(g 处)出现一个较宽的吸收峰。Na2B4O7、NaBO3和 B2O3均在 193.9 eV 处(b处)出现强吸收峰，Na2B4O7、NaBO3在 199 eV 处(e 处)出现宽吸收峰，而 B2O3在 202 eV 处(f 处)附近出现宽吸收峰。图 9模型化合物的 B 元素 K 边 XANES 光谱Fig.9The XANES spectra of B Kedge of model compounds图 10 所示为 nDICB 和 iDICB 在 TEY 模式下不同质量分数和载荷下的 B 元素 K 边 XANES 光谱。图 10TEY 模式下不同质量分数和负载下的 nDICB/iDICB 的 B 元素 K 边 XANES 光谱Fig.10The XANES spectra of B Kedge of nDICB/iDICB with different mass fraction under different loads in TEY modes:(a)Bnearedge absorption spectra of tribofilm from of nDICB with different mass fraction;(b)B nearedge absorption spectra oftribofilm from of iDICB with different mass fraction;(c)B nearedge absorption spectra of tribofilm from of nDICB underdifferent loads;(d)B nearedge absorption spectra of tribofilm from of iDICB under different loads922023 年第 2 期黄雪飞等:烷基咪唑螯合硼酸离子液体摩擦学性能图 10(a)、(b)所示为 nDICB 和 iDICB 在不同质量分数下摩擦膜的 B 元素近边吸收光谱。可以看出，不同质量分数的 nDICB/iDICB 均在 193.9eV 处(b 处)出现强烈的吸收峰，同时在 199 eV(e处)和 203 eV(f 处)附近出现较弱、较宽的吸收峰，随着添加剂质量分数升高，峰的强度提高。此外，可以观察到在 192 eV(a 处)、197.9 eV(c 处)、198.6 eV(d 处)附近出现较弱吸收峰，并在 203 eV处(g 处)出现较宽吸收，这与模型化合物 BN 的峰较为接近。因此，推断靠近基底的本体摩擦膜以硼氧化物、硼酸盐、氮化硼的混合物形式存在，硼元素主要以三配位和四配位的硼氧化物(氧化硼和硼酸盐混合物)形式存在，少量以 BN 的形式存在。图 10(c)、(d)所示为 nDICB 和 iDICB 在不同载荷下摩擦膜的 B 元素近边吸收光谱，添加剂的质量分数为 2.5%。TEY 结果表明，摩擦膜以硼氧化物、硼酸盐、氮化硼的混合物形式存在，形成复合保护膜 以 增 强 减 摩 和 摩 擦 力，与 不 同 质 量 分 数 的XANES 分析结果一致。随着试验载荷的增加，硼氧化物、硼酸盐、氮化硼峰的相对强度增加，这是因为载荷的增加将促进致密保护膜的形成，增强 DICB 的减摩性能。根据 SEM、EDX 和 XANES 的表面分析结果，可以推断 nDICB/iDICB 吸附在金属表面形成保护膜。同时，DICB 发生分解和摩擦反应，在剪切力和摩擦热作用下形成复杂的边界保护膜，沉积在摩擦副的金属表面，从而表现出优异的减摩、抗磨和极压性能。从 XANES 谱图的吸收峰位置和强度可以看出，摩擦膜以硼氧化物、硼酸盐、氮化硼的混合物形式存在，其中以三配位和四配位的硼氧化物(氧化硼和硼酸盐混合物)形式为主，少量以 BN 的形式存在。以硼氧化物为主的化学反应膜具有较高的剪切强度，覆盖在摩擦副表面形成厚度较大、硬度较高的膜，从而起到润滑作用，同时 BN 具有与石墨烯相似的层状结构，也具有良好的润滑性能，因此 DICB 有优异的摩擦学性能。3结论(1)合成一种具有优异的减摩、抗磨极压性能的新型的 1，3二癸基咪唑阳离子、双水杨酸螯合硼酸阴离子的离子液体添加剂 nDICB/iDICB，添加剂中不含硫、磷元素以及卤素，是一种环境友好的添加剂。(2)nDICB/iDICB 作为润滑油添加剂，可显著降低摩擦因数，并提高生物降解基础油的抗磨性和极压性能。iDICB 的减摩性能和极压性能优于 nDICB。(3)在摩擦过程中 nDICB/iDICB 形成致密摩擦膜，摩擦膜主要由硼氧化物、硼酸盐、氮化硼组成，硼氧化物具有较高的剪切强度，覆盖在摩擦副表面形成厚度较大、硬度较高的膜，同时 BN 具有与石墨烯相似的层状结构，因此 nDICB/iDICB 有优异的摩擦学性能。参考文献 1HOLMBEG K，EDEMI AInfluence of tribology on globalenergy consumption，costs and emissionsJ Friction，2017，5(3):263284 2GUEGAN J，SOUTHBY M，SPIKES HFriction modifier addi-tives，synergies and antagonisms J Tribology Letters，2019，67(3):112 3OULEGO P，BLANCO D，AMOS D，et alEnvironmental prop-erties of phosphonium，imidazolium and ammonium cation based ionic liquids as potential 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