摘要
固-液复合润滑体系因其能显著改善材料的摩擦学性能而备受关注。然而，液体润滑剂的储存与缓释问题，以及含油封装材料的孔隙率、持油率和机械强度的平衡问题是阻碍固-液复合润滑体系发展的关键科学问题。因此，如何在不影响润滑材料机械性能的前提下，以一种简单高效的方式将润滑剂储存在润滑材料系统中，并在摩擦过程中实现液体润滑剂的缓释，是突破固-液复合润滑研究瓶颈的重要方向。本文通过固-液相变特性来设计润滑材料，巧妙地解决/避免了上述面临的问题。此外，本文还构筑了单组分相变和双组分相变润滑体系，并且对相变行为的影响因素和各体系润滑机理进行了系统研究，为智能相变润滑体系的研究提供了借鉴。 （1）脂肪醇（N-alkanols）单组分相变润滑体系：将相变材料 N-alkanols 分散在环氧树脂中，制备成脂肪醇/环氧（N-alkanols/EP）固体润滑涂层。N-alkanols 能在摩擦的过程中发生固-液相变以响应摩擦热的刺激，从而在摩擦副之间形成液体润滑薄膜起到润滑作用。其中十六醇/环氧（HD/EP）涂层的摩擦系数相比于纯环氧（Pure EP）涂层降低了 75.1%，磨损率更是降低接近两个数量级。此外，本文还探究不同工况，以及不同N-alkanols含量/种类对摩擦学性能的影响。结果表明，摩擦过程中的相转变是影响涂层摩擦学性能的关键因素，而滑动速度的增加以及 N-alkanols熔点的降低均有助于摩擦过程中的固-液相变发生。 （2）HD和固体润滑剂双组分润滑体系：将固体润滑剂石墨/MoS2与HD共同加入到环氧树脂中制备形成HD+石墨（G）/MoS2环氧润滑涂层。探究不同工况和不同石墨/MoS2添加量对润滑体系摩擦学性能的影响，结果表明相变依然是影响摩擦学性能的一个关键因素。但是，固体润滑剂也对摩擦起着至关重要的影响，其能与相变后的HD起到固-液协同润滑的目的，进一步改善涂层的润滑效果。在HD+G和HD+MoS2各自体系中磨损率相比于HD/EP单组份体系最大分别降低60.7%和60.3%。 （3）HD 和聚砜（PSF）包裹薄荷醇（MT）微胶囊（PSF@MT）双组分润滑体系：将PSF@MT微胶囊与HD共同加入到环氧树脂中制备形成HD+PSF@MT环氧润滑涂层。在摩擦机械作用下，微胶囊破损并释放MT，通过释放的MT与HD反应形成熔点更低的低共熔溶剂，降低相变行为的热力学条件，进而优化涂层润滑性能。结果表明，HD+PSF@MT 环氧涂层相比于 HD/EP 涂层摩擦系数和磨损率最大分别降低 37.9%和25.8%。
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