两种油溶性离子液体与进口添加剂的摩擦学性能对比_李飞舟.pdf

第 52 卷 第 6 期 表面技术 2023 年 6 月 SURFACE TECHNOLOGY 223 收稿日期：20220506；修订日期：20220929 Received：2022-05-06；Revised：2022-09-29 基金项目：国家自然科学基金（52075524）；陕西省教育厅项目（21Jk0482）；研究生创新科研项目（YJSCX22ZD07）Fund：National Natural Science Foundation of China(52075524);Shaanxi Provincial Education Department Project(21Jk0482);Innovative Research Project for Graduate Students(YJSCX22ZD07)作者简介：李飞舟（1974），男，博士，教授，主要研究方向为钛合金的摩擦与润滑机械零件的设计与有限元分析。Biography：LI Fei-zhou(1974-),Male,Doctor,Professor,Research focus:design and finite element analysis of friction and lubrication mechanical parts of titanium alloys.引文格式：李飞舟,杨朝钊,郭便,等.两种油溶性离子液体与进口添加剂的摩擦学性能对比J.表面技术,2023,52(6):223-234.LI Fei-zhou,YANG Zhao-zhao,GUO Bian,et al.Comparison of Tribological Performance between Two Oil-soluble Ionic Liquids and Imported AdditivesJ.Surface Technology,2023,52(6):223-234.两种油溶性离子液体与进口添加剂的 摩擦学性能对比 李飞舟1，杨朝钊1,2，郭便1，梁依经2，周康3，吕会英3，范丰奇3，黄卿3，于强亮2，蔡美荣2，周峰2（1.宝鸡文理学院 机械工程学院，陕西 宝鸡 721016；2.中国科学院兰州化学物理研究所 固体润滑国家重点实验室，兰州 730000；3.中国石油兰州润滑油研究开发中心，兰州 730060）摘要：目的目的 对比研究合成的油溶性离子液体（IL）N/P、P/P 与传统极压抗磨添加剂 IR 349、IR 353 和 FM 3606对85W/90 GL5 齿轮油摩擦学性能的影响。方法方法 以IL和传统极压抗磨剂为添加剂，加剂量为1%，在85W/90基础上制备 5 种润滑剂，空白样 85W/90 作为对照，通过同步热分析仪测试其热分解温度，采用点面往复摩擦形式在 SRV摩擦机上对其减摩抗磨性能进行研究，采用四球摩擦机测试其极压承载能力。通过环境扫描电子显微镜（ESEM）、三维轮廓扫描仪、X 射线光电子能谱仪（XPS）对各润滑剂润滑后对应的磨斑进行微观形貌表征并对其元素组成进行分析。结果结果 IL 的加入在很大程度上提高了 85W/90 的热分解温度。在 50 条件下，含有 IL 添加剂的齿轮油表现出更为优异的减摩抗磨性能，在 150 条件下，含 IL 添加剂的齿轮油与含传统极压抗磨剂的齿轮油抗磨性能相当，而前者减摩性能更为优异。极压承载能力测试表明，所合成的 IL 在一定程度上改善了 85W/90 的油膜强度。根据 XPS 分析结果推测，IL 添加剂在外界应力（热应力、机械应力）下分解后，与金属表面反应并生成具有良好润滑效果的边界薄膜。结论结论 2 种油溶性 IL 可明显改善齿轮油的摩擦学性能，可部分替代一系列进口添加剂，为后续进一步发展绿色、高性能润滑添加剂提供了一定思路，但 IL 的润滑机制仍值得深入探讨。关键词：油溶性离子液体；润滑添加剂；85W/90 GL5 齿轮油；热稳定性；减摩抗磨；润滑机理 中图分类号：TH117 文献标识码：A 文章编号：1001-3660(2023)06-0223-12 DOI：10.16490/ki.issn.1001-3660.2023.06.019 Comparison of Tribological Performance between Two Oil-soluble Ionic Liquids and Imported Additives LI Fei-zhou1,YANG Zhao-zhao1,2,GUO Bian1,LIANG Yi-jing2,ZHOU Kang3,LYU Hui-ying3,FAN Feng-qi3,HUANG Qing3,YU Qiang-liang2,CAI Mei-rong2,ZHOU Feng2 224 表 面 技 术 2023 年 6 月 (1.College of Mechanical Engineering,Baoji University of Arts and Sciences,Shaanxi Baoji 721016,China;2.State Key Laboratory of Solid Lubrication,Lanzhou Institute of Chemical Physics,Chinese Academy of Sciences,Lanzhou 730000,China;3.PetroChina Lanzhou Lubricating Oil R&D Institute,Lanzhou 730060,China)ABSTRACT:It is a new type of green oil-soluble ionic liquid(IL)lubricating additive.By regulating the structure of IL and studying the mechanism of its structure on physicochemical properties and tribological performance,it can improve the performance of gear oil such as thermal stability,anti-friction and anti-wear performance and extreme pressure carrying capacity in an environment-friendly condition.The work aims to study the physicochemical properties and tribological performance of two oil-soluble ILs as additives for 85W/90 GL-5 heavy-duty automotive gear oil and make a comparison among the three imported additives.The ammonium salt of diisooctyl cetyl trioctyl phosphate and the phosphonium salt of diisooctyl cetyl trioctyl phosphate N/P(P/P)were synthesized.Equimolar N88816 Br(P88816 Br)and bis(2-ethylhexyl)phosphate were mixed with an excess of NaOH and then added into an appropriate amount of anhydrous ethanol at room temperature.The resulting solution was stirred at 85 for 48-72 h.The solution was cooled and the solvent was removed by spinning at the end of the reaction.Subsequently,the above liquid was added with petroleum ether for dissolution,washed 3 times with water,and poured into a separatory funnel to stratify fully.The supernatant was collected and dried overnight,and the solvent in it was removed by filtering off the sodium sulfate under reduced pressure to give the clear yellowish liquid N/P(clear colorless liquid P/P).The purity and molecular weight of the two prepared oil-soluble ILs were characterized by high-resolution quadrupole time-of-flight mass spectrometry.It was used as 85W/90 additive,and the dosage was 1%,and the tribological performance was tested and compared with gear oils containing three imported additives IRGALUBE 349,IRGALUBE 353 and FM 3606.Tribological tests were performed by ball-disk point contact,with the upper specimen being a 10 mm diameter AISI 52100 steel ball and the lower specimen being a 24 mm diameter AISI 52100 steel disk with a thickness of 7.9 mm,both with a hardness of 58HRC-62HRC.The tests were performed on a micro-motion tribological wear tester(SRV-IV).The conditions used for tribological tests were:load of 300 N,temperature of 50/150,frequency of 25 Hz,amplitude of 1 mm,and test time of 30 min.After the tribological experiments,the abrasive spots on the surface of the lower specimen steel disc were characterized microscopically by scanning electron microscopy(SEM,Quanta 650 FEG)and analyzed elementally by X-ray photoelectron spectrometry(XPS,Thermo scientific NEXSA).Combined with tribological tests,microscopic characterization and elemental analysis results,it was found that the P/P synergistic IL additive had more excellent friction reduction performance,and the N/P synergistic IL additive had more excellent anti-wear performance.Combined with the elemental analysis,it was presumed that the active element N mainly played an important role of anti-wear,and the element P mainly played an important role in friction reduction.The additive molecules in the presence of external stress(such as mechanical stress,thermal stress)formed a strong lubricating film at the interface of the friction vice and the film was mainly composed of organophosphorus compounds,nitrogen oxides,etc.Under the given test conditions,the oil-soluble IL additive effectively improved the seizure phenomenon of 85W/90 GL-5 gear oil at 50 and 150,and its anti-wear performance was to some extent better than that of imported additives.The two oil-soluble ILs can obviously improve the tribological performance of gear oil,and can partially replace a series of imported additives,which provides a new idea for further research and application of oil-soluble IL lubricating materials.However,the lubrication mechanism of IL is still worth further discussion.KEY WORDS:oil-soluble ionic liquid;lubricating additives;85W/90 GL-5 gear oil;thermal stability;anti-friction and anti-wear;lubrication mechanism 85W/90 GL5 重负荷汽车齿轮油（以下简称85W/90）具有出色的负载能力，可以在恶劣条件下工作，如上坡和重型车辆的紧急制动1；同时具有优良的耐热性和氧化稳定性，能有效减少氧化物的形成，保持齿轮齿面清洁。若对其添加特殊配方的复合添加剂，还能够具有优良的防锈和防腐蚀性能。在各种添加剂中，极压抗磨剂对于 85W/90 减摩抗磨和承载能力改善具有十分重要的意义2-3。巴斯夫的成品润滑油添加剂在齿轮抗磨损、延长密封件和机油寿命、防止液体氧化等方面取得了显著的效果，同时还具有可持续发展的优势，例如，其有助于提高能源效率，减少燃料的消耗及二氧化碳的排第 52 卷 第 6 期 李飞舟，等：两种油溶性离子液体与进口添加剂的摩擦学性能对比 225 放。成分可再生和高生物降解性使巴斯夫的一系列成品润滑油满足节能环保的使用要求4。IRGALUBE 系列抗磨添加剂是专门为配制抗磨液压油、齿轮油和润滑脂而开发的，能够为润滑油提供长期稳定性，同时具有良好的抗磨和防腐蚀性能，能有效保护在高压和高温下运行的工业和移动设备。此外，该类添加剂还具有水解稳定性，对系统污染物如水、钙、锌等具有良好的兼容性5-7。例如，IRGALUBE 349（简称 IR 349）因其极压性好而广泛应用于液压油、润滑脂、齿轮油中，然而该种抗磨剂对河流、湖泊等地的水生生 物 有 毒 害 作 用，涉 及 环 境 和 健 康 风 险8-9。IRGALUBE 353（简称 IR 353）是一款无灰的极压抗磨剂，是二羟基的二硫代磷酸盐衍生物，能调制出高热氧化稳定性的润滑油，如极压涡轮机油、AWHF 等，与水、含钙洗涤剂、ZnDTP 和现配润滑油均有良好的兼容性，但其硫含量较高，作为油品添加剂时在消耗过程中会形成较多酸性物质，不仅加速油品老化，还会腐蚀机械零部件、毒化三元催化器10。Eurich FM 3606（简称 FM 3606）是一种硼酸酯，一般作为摩擦改进剂使用，可显著降低平均摩擦因数值、提高传动效率，因而在变速箱油、工业机器人用油中应用广泛，但硼酸酯类在高温下易分解，高温稳定性较差。离子液体（Ionic Liquids，IL）即仅由离子组成、在室温下呈液态的熔融盐，可以作为润滑剂或添加剂11-13。近年来，无卤素新型绿色油溶性 IL 润滑添加剂受到相关研究人员的广泛关注。Huang 等14合成了 2 种不同结构的油溶性 IL（N88816SP和 P888SSP）并将其作为PAO10 基础油添加剂，与商业添加剂 ZDDP 进行了摩擦学性能对比，结果表明，IL 的加入能够显著减缓摩擦副之间的摩擦磨损，且对于基础油的极压承载能力有一定的改善。Viesca 等15研究了不同浓度的N1888NTf2作为极性基础油（二元酸酯）添加剂时，其在不同载荷条件下的摩擦学行为，结果显示，IL作为润滑添加剂时随载荷变化表现出相似的摩擦因数变化，而磨损结果不同的原因可能与吸附解吸过程有关。张东等16选用 PAO4 和 PAO8 为基础油，以 ZDDP 与一种季膦盐油酸作为润滑添加剂，在四球摩擦机上测试了基础油在 40、100 下的摩擦因数，结果表明，IL 的加入显著提高了基础油的摩擦学特性。基于此，文中合成了阴离子相同、阳离子不同的2 种油溶性 IL，将其加入到 85W/90 中作为润滑油添加剂，分别制备含有 IL，以及传统极压抗磨剂 IR 349、IR 353 和 FM 3606 的润滑剂，系统对比含有 IL 与传统极压抗磨剂的添加剂的摩擦学性能，以期替代IRGALUBE 系列传统极压抗磨添加剂17-18。1 实验 1.1 材料及制备方法 合成油溶性 IL 所需的三辛基胺（质量分数为98%）、三辛基磷（质量分数为 85%）、溴代十六烷（质量分数为 98%）、双（2乙基己基）磷酸酯（质量分数为 95%）均购自百灵威试剂有限公司。德国巴斯夫极压抗磨添加剂 IR 349 与 IR 353 均购自上海凯茵化工有限公司，FM 3606 由中国石油兰州润滑油研究开发中心提供，85W/90 由中国科学院兰州化学物理研究所提供。根据文献19-20报道的方法制备 2 种油溶性 IL：十六烷基三辛基磷酸二异辛酯铵盐（N88816磷酸酯，简称 N/P）与十六烷基三辛基磷酸二异辛酯鏻盐（P88816磷酸酯，简称 P/P）。IL 与进口添加剂的分子结构如表 1 所示。将 N/P、P/P、IR 349、IR 353、FM 3606 作为 85W/90 添加剂，加剂量为 1%，以制备润滑剂样品（简称 85W/90+1%N/P、85W/90+1%P/P、85W/90+1%IR 349、85W/90+1%IR 353、85W/90+1%FM 3606）。表 1 IL 与进口添加剂的分子结构 Tab.1 Molecular structures of IL and imported additives AdditivesMolecular structure N/P P/P IR 349 IR 353 FM 3606 1.2 结构及热稳定性分析 使用 Bruker 公司制造的高分辨四极杆飞行时间质谱仪（mico TOFQ）鉴定所合成 IL 的分子量及纯度，结果如图 1 和表 2 所示。由分析结果可知，所合成的 2 种 IL 分子量正确，纯度较高；采用德国 NETZSCH 公司制造的 TGADSC（STA 449 F3）同步热分析仪对85W/90及添加IL和传统极压抗磨剂后的样品进行热稳定性分析，测试条件：在 N2环境下以10/min的速率进行升温，从室温升至 500。1.3 摩擦学试验及表面分析 利用 Optimol 公司生产的 SRV微动摩擦磨损 226 表 面 技 术 2023 年 6 月 图 1 N/P 和 P/P 的飞行时间质谱 Fig.1 Time-of-flight mass spectra of N/P and P/P 表 2 N/P 和 P/P 的质谱分析数据 Tab.2 Mass spectral analysis data of N/P and P/P Samples Items Data results m/z(ESI,positive ion)Calcd:578.66 Found:578.657 8 N/P m/z(ESI,negative ion)Calcd:321.22 Found:321.220 6 m/z(ESI,positive ion)Calcd:595.63 Found:595.628 0 P/P m/z(ESI,negative ion)Calcd:321.22 Found:321.220 8 试验机（Germany）评价添加 2 种 IL、3 种传统极压抗磨剂后润滑剂的摩擦学性能，空白样 85W/90 作为参比。采用的摩擦副为球盘接触，上摩擦副：=10 mm钢球（AISI 52100），下摩擦副：=24 mm，d=7.9 mm钢盘（AISI 52100），硬度为 58HRC62HRC。测试前后均采用无水乙醇或石油醚对球盘超声清洗 10 min，测试条件：温度 50/150、载荷 300 N、时间 30 min、频率 25 Hz、振幅 1 mm。测试结束后，采用 KLA Tencor 公司制造的非接触三维表面轮廓仪（MicroXAM 800）测量钢盘表面的磨斑体积，采用 FEI 捷克有限公司生产的环境扫描电子显微镜（SEM，Quanta 650 FEG）对磨斑进行形貌表征与分析，通过赛默飞世尔科技公司制造的 X 射线光电子能谱仪（thermo scientific NEXSA）测定磨斑界面的元素组成。采用厦门天机自动化有限公司制造的四球摩擦磨损试验机（MS10A）对上述润滑剂的承载能力进行测定，根据润滑剂承载能力的测定 四球法（GB/T 31422019）测试最大无卡咬负荷 PB与烧结负荷 PD。2 结果与讨论 2.1 热稳定性 85W/90 及分别添加 IL 和传统极压抗磨剂后的85W/90 热分解曲线如图 2 所示，热分解温度如表 3所示。结合图 2 与表 3 分析可知，各润滑剂的热分解温度均相对较高，大于 240，说明 6 种润滑剂的热稳定性良好，满足润滑剂在高温环境下的使用要求，添加IL或传统极压抗磨剂均有效改善了85W/90的热分解温度。其中，85W/90+1%IR 349 的分解温度最高，在 311 左右开始分解，378 时质量损失达到50%。其次是 85W/90+1%N/P、85W/90+1%IR 353，第 52 卷 第 6 期 李飞舟，等：两种油溶性离子液体与进口添加剂的摩擦学性能对比 227 质量损失为 10%时对应的温度分别为 305、292，质量损失达到 50%时的温度分别为 350、373，P/P与 FM 3606 的加入对 85W/90 的热分解温度提升较小。综合比较而言，传统极压抗磨剂 IR 349 的加入很大程度地提升了 85W/90 的热稳定性，N/P 的加入同等程度提升了 85W/90 的热稳定性。图 2 各润滑剂的热分解曲线 Fig.2 Thermal decomposition curves of each lubricant 2.2 50 摩擦学性能 为了获得最佳的 IL 添加剂浓度，研究了 N/P 和P/P 的浓度对摩擦学性能的影响。图 3a、c 分别显示了 85W/90+0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的 N/P 与 P/P 在温度 50、载荷 300 N 条件下的摩擦因数曲线，图 3b、d 显示了相应的平均摩擦因数及磨损体积。综合 表 3 各润滑剂的热分解温度 Tab.3 Thermal decomposition temperature of each lubricant Lubricant T10/T30/T50/85W/90 240.3 275.3 302.8 85W/90+1%N/P 305.2 336.3 349.7 85W/90+1%P/P 253.4 293.0 325.6 85W/90+1%IR 349 311.4 352.3 377.9 85W/90+1%IR 353 291.6 344.3 373.3 85W/90+1%FM 3606253.3 285.6 314.1 Note:T10:thermal decomposition temperature at 10%loss of lubricant mass;T30:thermal decomposition temperature at 30%loss of lubricant mass;T50:thermal decomposition temperature at 50%loss of lubricant mass.图 3 50 下 85W/90+不同浓度 IL 的摩擦因数曲线、相应的平均摩擦因数及磨损体积 Fig.3 Friction coefficient curves,corresponding average friction coefficient and wear volume for 85W/90+different concentrations of IL at 50:a)friction coefficient curve of 85W/90+N/P of different concentrations;b)average friction coefficient and wear volume of 85W/90+N/P of different concentrations;c)friction coefficient curve of 85W/90+P/P of different concentrations;d)average friction coefficient and wear volume of 85W/90+P/P of different concentrations 228 表 面 技 术 2023 年 6 月 摩擦因数曲线及相应的磨损体积分析可知，当加剂量为 1%时，平均摩擦因数及相应的磨损体积最小，减摩抗磨性能最优。随着加剂量增大至 2%，其平均摩擦因数及相应的磨损体积略有提升，减摩抗磨性能变差。从经济角度考虑，最终选择添加 1%N/P 和 P/P。图 4a、b 分别显示了 85W/90、85W/90+1%N/P、P/P、IR 349、IR 353、FM 3606 的摩擦因数曲线与相应的磨斑体积，图 4c 为各体系平均摩擦因数。由图4a、b 可知，以 85W/90 为润滑剂时，在摩擦试验进行至 160 s 左右时便发生卡咬现象，摩擦因数骤升导致机器急停，伴随有明显的磨损，其相应的磨斑体积最大，约为 0.55103 mm3，表明 85W/90 在 50 下的摩擦学性能较差。IL 和传统极压抗磨剂的加入均有效改善了 85W/90 的卡咬现象，其中 85W/90+1%P/P的摩擦因数曲线较为平稳，平均摩擦因数最小，摩擦试验 30 min 后的磨斑体积约为 0.28103 mm3，表明P/P 作为润滑添加剂时，在很大程度上提升了 85W/90的减摩性能。85W/90+1%N/P 在摩擦试验进行至 1 500 s 左右时摩擦因数略有提升，相应的磨斑体积最小，约为 0.10103 mm3，其抗磨损性能较为优异。85W/90+1%IR 349和 85W/90+1%IR 353的平均摩擦因数均略大于 85W/90+1%P/P，其相应的磨斑体积与85W/90+1%P/P 相当，FM 3606 的加入使得 85W/90的卡咬现象在一定程度上得到改善，其减摩抗磨性能相比 IL 添加剂体系略差。综合比较来看，85W/90+1%N/P 在 50 条件下具有优异的抗磨性能。通过SEM对50 润滑后各润滑剂钢块表面的磨斑形貌进行观察与分析，图 5 显示了润滑后磨斑的SEM 照片及相应的宽度和深度。由图 5 可知，85W/90对应的磨斑宽度和深度（图 5a）明显大于其他体系，且 85W/90 润滑后的磨斑表面由于发生黏着磨损和磨粒磨损而存在较为明显的犁沟。对比来看，85W/90+1%N/P（图 5b）、85W/90+1%P/P（图 5c）、85W/90+1%IR 349（图 5d）、85W/90+1%IR 353（图 5e）磨斑表面的犁沟明显减轻，85W/90+1%FM 3606（图 5f）表面的犁沟变得更为明显，表明 FM 3606 的加入使得基础油的减摩性能变差。其中，85W/90+1%N/P（图5b）对应的磨斑宽度和深度明显变小，且磨斑表面更为光滑平整，证明 85W/90+1%N/P 在 50 下具有优异的抗磨损性能。2.3 150 摩擦学性能 图 6a、c 分别显示了 85W/90+0.5%、1.0%、1.5%、2.0%的 N/P 与 P/P 在高温 150、载荷 300 N 下的摩擦因数曲线，图 6b、d 显示了相应的平均摩擦因数及磨损体积。由图 6a、b 可知，当 N/P 浓度为 0.5%时，平均摩擦因数及相应的磨损体积较大，减摩抗磨性能较差；当 N/P 添加量为 1%时，相应的平均摩擦因数与磨损体积明显降低，减摩抗磨性能得到明显改善；当 N/P 浓度增大至 1.5%时，相应的平均摩擦因数最小，但其磨损体积较大，抗磨损性能较差，减摩抗磨性能未得到明显改善。且随着浓度的继续增大，平均摩擦因数增大，减摩性能并未得到进一步提升，磨损体积略微减小。由图 6c、d 可知，当 P/P 的浓度为 0.5%时，平均摩擦因数及相应的磨损体积较大，当浓度增大至 1%时，相应的平均摩擦因数及磨损体积有所降低，随着浓度的继续增大，相应的平均摩擦因数增大，减摩效果变差，抗磨损性能得到略微改善。随着 P/P 添加量的增大，其减摩抗磨性能未得到明显改善。综合减摩抗磨性能和经济角度考虑，选择 1%作为 N/P 和 P/P 的最佳添加浓度。图 7a、b 显示了 85W/90、85W/90+1%N/P、P/P、IR 349、IR 353、FM 3606 的摩擦因数曲线与相应的磨斑体积，图 7c 为各体系的平均摩擦因数。与 50 的测试结果不同，FM 3606 在高温条件下未能改善85W/90 的卡咬现象，在试验开始阶段，摩擦因数骤升，伴随产生了较大的磨斑体积，约为 1.75103 mm3，表明 FM 3606 在高温条件下不适合作为润滑添加剂。结合摩擦曲线与磨斑体积图可知，虽然 85W/90+1%IR 353 的磨斑体积相对较小，但与摩擦副磨合时间较长，摩擦曲线在试验进行至约 900 s 左右才逐渐平稳。85W/90+1%IR 349 在高温润滑后相应的磨 图 4 50 下加剂量为 1%时各润滑剂的摩擦因数曲线（a）、相应的磨斑体积（b）及平均摩擦因数（c）Fig.4 Friction coefficient curve(a),corresponding wear scar volume(b)and average friction coefficient (c)of each lubricant at dosage of 1%under 50 第 52 卷 第 6 期 李飞舟，等：两种油溶性离子液体与进口添加剂的摩擦学性能对比 229 图 5 85W/90 与加剂量 1%时各润滑剂在 50 条件下润滑后的磨斑表面形貌、宽度及深度 Fig.5 Surface morphologies,width and depth of wear scar after lubrication in 85W/90 and each lubricant with dosage of 1%at 50 under 85W/90 and 1%dosage 斑体积最小，约为 0.44103 mm3，有效改善了 85W/90在高温条件下的抗磨性能，但在给定条件下的平均摩擦因数较大。值得注意的是，85W/90+1%N/P 与85W/90+1%P/P 的平均摩擦因数相对更小，减磨性能相比传统极压抗磨剂更为优异，相应的磨斑体积约为0.5103 mm3左右，抗磨性能同样良好，有效改善了基础油在高温条件下的卡咬现象。结合 50 的减摩抗磨测试结果推测：由于 2 种 IL 的阳离子不同，其减摩抗磨性能有所差异，N 是赋予 IL 优异抗磨损性能的关键元素，而 P 是赋予 IL 优异减摩性能的关键元素。通过 SEM 对各润滑剂高温润滑后钢块表面的磨斑形貌进行微观表征及分析，图 8 显示了润滑后磨斑的 SEM 照片及相应的宽度和深度。85W/90 对应的磨斑表面（图 8a）划痕明显，其宽度与深度较大，抗磨损性能较差；85W/90+1%FM 3606 对应的磨斑宽度与深度（图 8f）明显增大，磨斑表面存在较多磨粒磨损的凹坑，但犁沟明显变浅，说明 FM 3606 的加入在一定程度上提升了 85W/90 的抗磨性能；相比之下，85W/90+1%N/P 与 85W/90+1%P/P 高温润滑后所对应的磨斑宽度与深度明显减小（图 8b、c），磨斑表面仍存在少许划痕；85W/90+1%IR 349 与85W/90+1%IR 353 高温润滑后对应的磨斑宽度与深度同样减小（图 8d、e），磨斑表面的划痕变浅，存在少量凹坑，表明这两类传统极压抗磨剂的加入有效提升了 85W/90 在高温条件下的抗磨性能，两种 IL 230 表 面 技 术 2023 年 6 月 图 6 150 85W/90+不同浓度 IL 的摩擦因数曲线、相应的平均摩擦因数及磨损体积 Fig.6 Friction coefficient curve,corresponding average friction coefficient and wear volume for 85W/90+different concentrations of IL at 150:a)friction coefficient curve of 85W/90+N/P of different concentrations;b)average friction coefficient and wear volume of 85W/90+N/P of different concentrations;c)friction coefficient curve of 85W/90+P/P of different concentrations;d)average friction coefficient and wear volume of 85W/90+P/P of different concentrations 图 7 150 下加剂量为 1%时各润滑剂的摩擦因数曲线（a）、相应的磨斑体积（b）及平均摩擦因数（c）Fig.7 Friction coefficient curve(a