[發(fā)明專利]一種自潤滑材料及其制備方法

在審

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• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN108165344A
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發(fā)明（設計）人: 吳沐秋;安蓉;范鵬鵬
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: C10M139/00
• 分類號: C10M139/00;C10N30/06;C10N30/12
• 代理公司: 南京蘇創(chuàng)專利代理事務所(普通合伙) 32273
• 代理人: 張學彪

本發(fā)明公開了一種自潤滑材料，包括鈦片襯底，所述鈦片襯底的表面具有離子液體膜。本發(fā)明的自潤滑材料，采用在鈦片表面設置離子液體的方式方便實現(xiàn)自潤滑，且離子液體蒸汽壓極低，難以揮發(fā)，適合應用于太空，而普通潤滑油在真空中易揮發(fā)難以維持，彌補了在太空這種真空極限環(huán)境中的應用空白；離子液體作為潤滑油形態(tài)極為粘稠，能與界面之間形成范德華力以及氫鍵，作用緊密，能長久存留。還公開了自潤滑材料的制備方法。該方法簡單，可以方便實現(xiàn)自潤滑材料的制備，且得到的自潤滑材料性能優(yōu)良。

技術領域

本發(fā)明涉及一種自潤滑材料及其制備方法。

背景技術

在航空航天領域，最活躍在大家視線中的金屬就是鈦金屬。鈦的密度小，又具有高的熱強性和持久強度，在振動載荷及沖擊載荷作用下裂紋擴展的敏感度低，又有良好的耐腐蝕性，鈦及其合金的強度與鋼材的強度相當，但重量卻是鋼材的57％，因此鈦合金在飛機發(fā)動機以及殼體結構中，普遍采用了高強度的鈦及鈦合金。目前，以鈦合金為主制造的飛機在航空領域所占的比重已經(jīng)具有了壓倒性優(yōu)勢。在超音速飛機的重量構成中，用鈦量要占到95％以上。此外，在發(fā)展火箭和其他航空發(fā)動機時，鈦的應用比例也越來越高，據(jù)研究表明，全世界鈦的一半產(chǎn)量都是應用在了航空發(fā)動機上。航天飛船的外衣為防高溫侵襲，一般都采用鈦合金制成。

然而，無論是發(fā)動機運轉(zhuǎn)過程金屬零件間還是飛船在升空過程外衣與大氣之間，都有一個自然界廣泛存在的現(xiàn)象“摩擦”。并且由于航空航天高速、高強壓的特點，摩擦力極大，這對鈦金屬產(chǎn)生了不可避免的磨損。同時，高摩擦的存在產(chǎn)生阻力，限制速度的同時，增大能耗。

高摩擦的危害不止體現(xiàn)在航空航天領域。在航海領域，航母輪船船底與海洋河水之間的摩擦越大，航行速度越低，吸附水中水生物附著船底生長，使航行進一步減慢，能耗越大，CO₂排放越大。降低摩擦的一大途徑是涂抹潤滑劑，傳統(tǒng)潤滑劑例如基礎油，應用最為廣泛，但其與界面作用力微弱，在高壓以及反復壓滑的過程中被擠出界面產(chǎn)生廢渣，需定時補充。常用的基礎油例如PTFE，含有氟離子，對金屬有腐蝕作用。

因此，需要一種新的自潤滑材料以解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種自潤滑材料。

本發(fā)明通過以下技術方案來實現(xiàn)上述目的：

一種自潤滑材料，包括鈦片襯底，所述鈦片襯底的表面具有離子液體。

更進一步的，所述離子液體為[P_6,6,6,14][BOB]離子液體、[P_6,6,6,14][BMB]離子液體、[P_6,6,6,14][DCA]離子液體、[P_4,4,4,8][BScB]離子液體或[P_6,6,6,14][BScB]離子液體。經(jīng)實驗驗證，采用上述離子液體可以達到較好的自潤滑效果。

更進一步的，所述離子液體為帶有四個或六個烷基鏈的硼基類離子液體。經(jīng)實驗驗證，采用上述離子液體可以達到自潤滑效果。

更進一步的，所述離子液體為無鹵素離子液體。無鹵素離子液體作為潤滑油在金屬界面避免腐蝕，普通潤滑油通產(chǎn)含氟，對金屬有腐蝕作用。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的自潤滑材料，采用在鈦片表面設置離子液體的方式方便實現(xiàn)自潤滑，且離子液體蒸汽壓極低，難以揮發(fā)，適合應用于太空，而普通潤滑油在真空中易揮發(fā)難以維持，彌補了在太空這種真空極限環(huán)境中的應用空白；離子液體作為潤滑油形態(tài)極為粘稠，能與界面之間形成范德華力以及氫鍵，作用緊密，能長久存留。

本發(fā)明還公開了一種自潤滑材料的制備方法，包括以下步驟：

1)、選用鈦片作為襯底，清洗襯底表面；

2)、利用離子液體溶解于乙醇中得到離子液體-乙醇溶液；