水基纳米液压液抗磨减摩特性的分子动力学模拟*

张素梅 刘轩羽 温小萍 郭培红 李 平

(1.河南理工大学机械与动力工程学院 河南焦作 454003；2.河南理工大学材料科学与工程学院 河南焦作 454003)

我国工业领域使用最广泛的液压油多数为矿物油，而矿物油对环境污染较大，且生物降解性差，其环保问题已成为近20年来全球科学家关注的热点[1]。目前液压传动领域急需解决的难题之一就是寻找性能优良、绿色环保的传动介质来代替传统矿物液压油。

水压传动技术是目前流体传动及控制领域前沿课题之一，水压传动具有阻燃安全、节能环保、成本低廉等特点[2-4]。但是水作为液压液存在极限剪应力低、承载能力低、成膜能力差等缺点。为提升纯水作为液压液时的抗磨减摩特性，SNCHEZ-LPEZ等[5]通过改变陶瓷滑动轴承的表面结构大幅提升了水作为润滑剂时的承载能力； RATOI和SPIKES[6]通过在水中加入表面活性剂，有效地提升了水溶液的成膜能力。虽然上述通过改变材料壁面结构、利用陶瓷材料、在水中添加表面活性剂等方法可在一定程度上提升纯水作为液压液时的抗磨减摩特性，但是水作为液压液在高负荷条件下仍不能满足要求，使得水压传动技术在工业领域中的推广与应用受到了极大的限制。

近年来纳米润滑技术得到迅速发展[7-8]，研究表明，在润滑油中加入纳米颗粒添加剂可以极大地改善润滑油的摩擦学特性[9-11]，进而提高其抗磨减摩性能与承载能力[12-14]。王鹏等人[15]研究了镍纳米颗粒对润滑油抗磨减摩性能的影响，LEE等[16]研究了纳米富勒烯对润滑油承载能力的影响，结果均表明，纳米颗粒的加入可以增强润滑油的抗磨减摩与承载能力。……