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石油的化学元素

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石油的化学元素

石油的化学元素范文第1篇

关键词:综合实践活动;游戏式教学;教学应用

作为一门基于学生兴趣的课程,综合实践活动课程不仅体现出了“课程范式”的转换和“教学范式”的转型,还体现出了学习方式的根本性变革。基于此,如果能在民俗文化资源整合与开发过程中以游戏式教学进行尝试,必定能提高活动的效率。

一、游戏式选题指导激活经验,提出现实问题

提出问题进而确定课题是开展研究的第一步。然而很多学生缺乏问题意识,一下子提不出问题或不知道怎么提出问题。其实,教师可以在活动导入阶段根据小学生的心理特点恰当地选择学生喜欢的各种游戏,将其与活动探究内容有机地融合起来,让妙趣横生的“动感”进入课堂,使学生在感受到课堂氛围的轻松愉快的同时,激活他们的生活经验与对新课题探究的兴趣,带着强烈的求知欲望提出问题。问题从游戏中来,探究为游戏去。如,在“有趣的影子游戏”的活动设计中,教师运用“踩影子活动”的游戏,使学生整整一天都沉醉在测量、记录、发现与惊喜之中,妙趣横生,过程其乐无穷。

二、游戏式方法指导引发思考,感受方法价值

在综合实践活动的实施过程中,学生必定要学习并运用一些基本的科学研究方法。但小学生的注意力特点是:有意注意不稳定,集中注意力时间短、持久性差。此时,如果把探究活动与游戏竞赛完美地结合起来,将学生需要掌握的技能以游戏竞赛的方式呈现,定会极大地吸引学生的注意力,从而提高活动效率。例如,在“小组合作我能行”的活动中,学生为小组有效合作烦恼不已。教师通过两个游戏的体验,指导学生对游戏结果进行分析,让学生积累很多合作的经验,也让学生从游戏中感受到方法的价值。趣味化的学习过程成功地实现了预设的教学目标。

三、游戏式实践操作反馈信息,延续内在驱动力

实践操作的形式是多样的,信息被不断反馈。在整个动态过程中,教师可以让各个研究小组以竞争的方式比比探究的深入性、信息的完善度、资料的全面性等。此刻,教师作为竞赛游戏的隐性指导者投入到学生的游戏活动中,往往能更吸引学生玩得更有兴致。教师的参与使得实践探究活动更深入。同时因为竞争,小组间的差异、不足、各自解决困难的方法都会在此刻展示。只不过这时的游戏已经暂时转变为教学指导,融入了教师有目的的教学意图。

四、游戏式成果展示汇报交流,丰富学生体验

综合实践活动课程强调学生“体验”而不是“知道”,要求学生掌握基本技能,提高实际操作能力和人际沟通能力,学以致用。因而可以让学生研究小组自行创设一定的游戏情景,并任意添加,去除一些因素,从自己的经验与个性出发,通过不同角色的扮演,体验不同经历,从而更完美地完成汇报任务。如,在“传统游戏研究”中,各小组成员将自己收集的游戏玩法运用PPT制成一道道关卡让其他组成员来闯关,变了解为体验,成功进行了汇报。游戏式交流汇报丰富了学生的体验。

当然,在竞赛或游戏的选择上还应注意趣味性、与活动主题的适切性、严格的规则、能够产生竞争与合作等因素,适时恰当地运用竞赛或游戏于课堂中,定能提高课程实施的效率。

参考文献:

[1]郭元祥,沈旎.小学综合实践活动.华东师范大学出版社,2004.

石油的化学元素范文第2篇

【关键词】岩石矿物;岩矿鉴定;岩矿分析

岩矿分析鉴定是地质工作的一个重要内容,它对整个地质工作起着基础性和指导性作用。我国幅员辽阔,拥有着极其丰富的矿产资源。这些矿产资源是实现我国国民经济飞速发展的雄厚物质基础,没有它们就无法建立完整的工业体系。

1、岩石矿物的种类和特征

岩石矿物是由地壳中的一种或是多种化学元素组成的自然聚合体,是地壳中各种地质作用的产物。一般岩矿种类是多种多样的,这主要是由于自然界中不同的化学元素以及它们多样的组合方式,同时复杂多变的地质作用也促使了岩矿的多样化。

1.1矿物的种类划分

矿物分为有机矿物和无机矿物两种:前者种类比较少,主要是碳氢氧化合物,如:琥珀等。后者在地球上数量众多,由于每年都有几十至几百种新矿物被发现,据统计,目前已有三四千种。许多种矿物是我们日常生活离不开的,可以说人类时时刻刻都离不开矿物。

有机矿物的化学成分是碳氢氧化合物,无机矿物的化学成分比较复杂,门捷列夫元素周期表中的一百多个化学元素,都可以组成无机矿物。既可以是由一个元素独立存在,也可以是多个元素的组合。一个元素独立存在的矿物较普遍,如:Fe(铁)元素可以形成自然铁矿物,Ag(银)元素可以形成自然银矿物,Au(金)元素可以形成自然金矿物等。两个以上的元素组合可以形成几千种矿物,最简单的如两个元素Si(硅)和O,可以组成SiO2,由这两个元素组成的矿物可以是石英、柯石英和鳞石英等。三个元素组成的矿物就更多了,例如:CusFeS4是斑铜矿、CuFeS2是黄铜矿、CoAsS是辉砷钴矿等。

1.2矿物的形成

形成矿物的途径,一条是通过岩浆的活动。在岩浆里有着地球上的各种元素。这些元素,在岩浆的高温熔融的条件下,发生化学变化,形成了多种化合物和一些单质。由于地下各处岩浆的化学成分不一样,岩浆在冷却时,温度、压力等条件都在发生变化,而一定环境只适于一定的矿物生成,因此,由于岩浆冷却形成的矿物,种类是很多的。

1.3矿物的物理性质与形状特征

各种矿物都具有一定的外表特征和物理性质,它可以用来作为识别矿物的依据。 矿物的形状是各种各样的。有些矿物能形成整齐的晶体,如食盐是立方体,水晶是六面体,云母是六边形的片状。有些矿物则呈不规则的葡萄状、粒状、纤维状、放射状等。

1.4岩石与矿物的区别

岩石是由一种或多种矿物组成的固体,但它并不具备矿物的基本特性。岩石与矿物之间的区别就好像飞机模型和制造这些模型的材料之间的区别。正如岩石的构成要素是矿物一样,飞机模型的构成要素是轮胎、机翼、发动机和其他组成部分。岩石的基本特点是所有的岩石都是混合物。

2、岩矿分析鉴定的基本程序

2.1试样的加工

通常送到实验室进行鉴定的原始岩矿样品重量,以及矿物种类的不同,从几公斤到几十公斤不等,但是实际上用于分析的试样一般只是需要几克。所以,在岩矿鉴定工作中首先遇到的问题就是试样的加工获取。加工试样的目的,一方面是将岩矿粉碎到一定的细度,以便于分解;另一方面是用最有效、最经济的方法获得一定重量(一般为100g)的能代表原始样品组成的均匀的试样。

2.2进行定性和半定量分析

岩矿试样加工好后,必须先进行定性和半定量分析,主要是为了了解试样中含有哪些元素以及这些元素的大致含量和比率等。

2.3选择测定方法

对岩石矿物中的各种元素的测定均有多种测定方法可供选择。这就需要根据上面定性和半定量的分析结果,选择最合适的分析方法。一般从两个方面进行选择:一是根据待测定元素的含量进行选择;一般来说,对岩矿试样中含量较高(一般为1%以上)的待测元素,应采用容量法、重量法等方法进行测定,而对于含量相对较低(一般为1%以下)的待测元素,则使用比色法或是其他仪器分析方法进行测定。二是根据共存元素的情况进行选择。

2.4拟定鉴定分析方案

拟定鉴定分析方案是一个十分重要而又复杂的环节。它涉及到各个元素的测定方法和分离方法间的相互影响和配合的问题,需要较全面的岩矿鉴定理论知识和丰富的实践经验。因此,在拟定鉴定分析方案时,应同时考虑岩矿试样的分解方法、干扰元素的消除方法和具体的测定方法三个方面。

2.5分析鉴定

在具体的鉴定分析方案确定之后,就应当严格遵守有关的操作规程进行分析鉴定。

2.6审查分析结果

审查分析结果是整个岩矿分析鉴定工作的重要一环,它是在于进一步发现问题,以确保鉴定结果的准确性和正确性。这一环节也应严格遵照质量检查制度进行检查,分析结果必须符合国家规定的要求。

3、地质工作中对岩矿分析鉴定的评价

地质工作就是为矿产勘查开发规划和工程建设、以及相关的环境保护和地质灾害的预报防治工作提供基础的地质资料和信息。而岩矿分析鉴定被认为是地质工作中最基础的一项工作,它对查明认识全国的基本地质状况、获取相关地质数据信息具有基础性、超前性、公益性和指导性意义。

3.1矿物普查中对岩矿分析鉴定的评价

每种岩矿都是在一定的地质作用和物理化学条件性形成的,它们包含有一种或多种矿物,探明其中的化学元素,矿物种类,以确定岩矿的使用价值、经济价值,都需要基础的岩石矿物鉴定工作。岩石矿物分析鉴定特别是对开采和普查找矿有着极其重要意义。它能够确定岩矿的种类,分析矿床的开采量,以及开采的可能性与经济性,并能有效的提高地质勘探工作的效率。具体来说,就是在普查找矿阶段,需要进行大量的简项分析,以确定岩矿的有无和矿产的种类;在勘探阶段,更要求进行大量的简项分析和全分析,以便了解其共生元素的情况及其赋存状态,确定矿石品位以及开采的价值,从而为拟定相关的开采方案做准备。

3.2工程地质中对岩矿分析鉴定的评价

岩矿分析鉴定在工程地质勘查中也起着非常重要的作用,能够为工程建设的设计和施工,以及合理利用自然地质资源、正确改造不良地质、最大限度的避免自然灾害,提供基础的地质学资料。在工程地质中的岩矿鉴定包括对岩体的特征、化学元素和性质等进行分析,同时,水分析也是找岩矿工作的重要标志之一,也属于岩石矿物分析工作的一部分。

因此,岩石矿物分析鉴定工作在地质工作中占据十分重要的地位,对整个地质工作具有基础性和指导性意义。

参考文献

石油的化学元素范文第3篇

关键词:矿山 找矿方法 化探

Abstract: the mineral resources exploration is the foundation of the national economy industry, directly related to the development of national economy and the economic security, also influence the nation's foreign relations and international status, is China's modernization process must be properly handle the problem. Especially oil, iron ore, non-ferrous metal and other large sums of strategic mineral shortages, foreign, transportation, economic layout and so on has made a heavy pressure. The current a large number of mining backup reserves severity shortage, if cannot rapidly in some key mining and important minerals reserve a breakthrough of the reserves, and possibly, can lead to serious social problem.

Keywords: mine prospecting method geochemical exploration

中图分类号:TD8 文献标识码:A 文章编号:

0 引言

目前,地质普查找矿项目大多采用综合方法找矿。化探方法以其直观、岩(矿)石的化学元素含量准确、异常级别清晰等优点,早已被各级矿管部门、地质勘查部门、矿山企业、地质专家及广大地质技术人员所认可;仕探方法具有其他勘查方法无法替代的优势,现已成为纷合找矿方法中必不可少的找矿手段之一。

化探方法根据采样方法和采样介质不同,可分为原生晕和次生晕两种。根据测区的地形地貌、植被覆盖率、地质环境及岩矿石出露清况等选择其工作方法,各有优缺点。

一、原生晕

原生晕是指在岩石出露点上,按不同的网距采取各点的岩(矿)石样品,经样品加工、化验分析等,利用其成果圈出的地球化学异常图,各种岩(矿)石的元素含量最准确,反映矿与非矿最真实,岩(矿)体地表规律、含量、形态最清晰。该方法适用于辽宁南部、福建、广东、广西、贵州、四川等山形陡峭,岩(矿)石出露较好的地区。缺点是工作难度大,受地形条件影响较大。在高寒地区的北方,特别是大兴安岭森林植被景观区,植被覆盖率很高,岩(矿)石出露极少,不适合原生晕方法的地质勘查工作。

二、次生晕

次生晕指非原生岩石(矿体)经过雨水、地下水等介质及金属元素的自身活性,通过pH值的改变、溶解、置换、迁移、分散、富集、沉积等诸多过程,在矿体上方或下游的土壤,在水系中形成特定条件下的有用元素富集区。在高地、山岗上取土壤、沙、碎石样品,简称地球化学土壤测量。在第四系的次级水系中取泥、沙样,简称地球化学水系沉积物测量。本文主要讨论地球化学土壤测量工作中应注意的事项。

三、地球化学土壤测量

地球化学土壤测量主要适用于大、小兴安岭,张广才岭等高纬度、地形相对平缓、植被覆盖率较高、岩矿石出露少的地区。适合大、中比例尺的地质综合普查找矿工作。

地球化学土壤测量,是根据岩矿石中的化学元素的自身活性,沉积等过程,在矿体上方或下坡处的土壤中形成该元素的分散一富集反应区。

具体工作方法应该是以采集B层、C层土和砂(如大兴安岭森林植被景观区)也可采集附着地表植被根系的细粒碎石代替。因为,第一采集资料最重要,应严格要求采样点位及层位准确,每个采样点应由3个~5个采样坑组成一个样品。认真对待野外的自检和互检,保证

外业质量检查比例,严格控制样品加工中的晾晒、粉碎、过筛、装袋(包括重分析采样)、包装、发运等全部工序。严防混样、漏样事故发生。对化验室的化验分析结果,经重分析样对比,化验成果合格后才能用于报告数据。

加强对职工及外雇采样人员的主人翁责任感教育,使其理解“今天工作不努力,明天努力找工作”的意义。对外包分项部分,签合同时责任分明,奖罚清楚,用经济杠杆作用,把好采、加、化工作质量关,坚决杜绝弄虚作假现象,给后人留下一份可信赖的成果。

在确认化验分析结果合格后,将数据上图,可多做几张不同异常下限值的异常图,认真分析,反复比较,最后确定测区各元素的最佳异常下限及级别。

一般来讲,矿体都应有较明显的浓集中心和异常梯度分带:一是矿体埋藏浅,地表反应异常强度就高,浓集中心更清晰,三是矿体规模的大与小,异常规模与其成正比。另外,异常的强弱,规模形态的差异还受其他因素影响:如化学元素自身的活性,上覆岩石的岩性、厚度、矿体的产状、埋深,地形坡度等等。

矿体埋深大于500m时,地表土壤或岩石反应的次生晕带与低品矿体或矿化体相似,还需要综合考虑,认真分析。区分的方法主要是类比法,即与同一成矿带上或距离较近的矿上进行综合比较,从地层、侵入岩、构造及矿化蚀变等方面对比。有色金属矿产可用物探方法参与解释,最直观的方法就是动用轻型的山地工程,必要时也可用钻探验证一下,对异常有一个定性解释。

四、地球化学土壤测最工作及成果应用的优缺点

石油的化学元素范文第4篇

关键词:地球化学;矿体勘察;找矿方法

Abstract: exploration geochemical methods as a important mineral exploration methods and prospecting information means, already in the mineral exploration work has made remarkable achievement. This article mainly from the hydrological geochemical prospecting, the principle of the steps and applicable conditions of the several aspects, let people use hydrogeochemical prospecting the methods has a full knowledge and understanding.

Key words: the earth chemistry; Ore body reconnaissance; Prospecting method

中图分类号:O741+.2文献标识码:A 文章编号:

目前,我国正面临着日益严峻的资源形势, 45种主要矿产中,有一半以上储量消耗速度大于储量增长速度,而且随着国家对矿产资源需求的日益增长和勘查程度的不断提高,找矿难度日趋加大。因此,加强矿产资源勘查,实现找矿重大突破,是当前提高矿产资源保障程度的重要途径。地球化学找矿方法由于其在找寻隐伏盲矿方面的优越性逐渐发展起来,特别是水文地球化学勘查,具有很大的潜力和远景,因为其研究对象主要为地下水,而地下水在有的地方可以从数百米或更深上升补充地表水,其反映的深度更深,对深层矿产的找寻有利。

水文地球化学找矿原理:在自然界中,有很多元素可以被用来指示矿体的存在或者找

矿的方向,当它们的含量达到一定范围时,利用其含量范围可以区分不同地质体. 从而指

示矿体的存在或者找矿的方向,它们主要为成矿元素和伴生元素等,此外根据指示元素的组合关系也可以知道我们去寻找矿体。当矿体及其原生晕、次生晕中的元素通过溶解作用、氧化作用、电化学溶解、碳酸作用、生物作用以及胶体的作用进入水中,水中某些元素的含量将会增高,可能为原先的数百倍,在个别情况下甚至超过数千倍,水的其他化学成分会发生变化,如果我们对所在地区的水进行取样,进行水化学分析,一旦发现水异常,我们就可以根据所在区的地质条件、矿床特征、围岩性质、水文地质条件、地下水的矿化度、有机物对 pH 值的影响、水迁移系数与金属元素迁移系数的关系等来分析异常,对这一异常作出评价,若为矿异常则可同时结合土壤地球化学测量、岩石地化学测量、重力测量、电法测深等方法,可以大致确定这一矿体的位置。

目前水文地球化学找矿标志依据其分布和形成的特征分为矿体标志和晕标志,根据

其一定类型金属矿床的关系分为直接标志和间接标志,在不同的地区,运用不同的找矿标

志,常常可以起到事半功倍的作用,因此我们要灵活运用。

水异常由于矿体产出条件不同,随季节性变化呈现出不同的特征,当矿于包气带时,水异常只在降雨融雪期、包气带有下渗水通过时形成,并在降雨后期或降雨后一定时期出露,在干旱期,包气带下渗水不存在时,水异常小时;当矿体一部分位于潜水面之上,一部分位于潜水面之下时,水异常可常年被发现,但强度随季节明显波动;当矿于潜水面以下的饱水带中,当矿体接近潜水面时,只要见地下水就会发生水异常,且水异常时水中元素一年内变化微弱,比较稳定,当矿体埋藏在很深的饱水带中时,水异常难以以泉水出露,又是在河水中能发现其微弱异常。

除此之外,水文地球化学异常的形成还受其他多种因素影响,因此应对其进行综合分析,因此应建立一系列有关盲矿体和水文地球化学异常的成因联系和空间关系的已知模式,目前主要划分为为五种模式:

(1)在深切割的山区,与盲矿体有关的水文地球化学异常;

(2)在受切割的准平原环境内,与隐覆矿床及其被埋的原生晕相联系的水文地球化学异常;

(3) 与流经盲矿的上升水相联系的水文地球化学异常;

(4) 在层间水内受切割的水文地球化学异常;

(5) 在被疏松物覆盖的矿体上的扩散水文地球化学异常。

通过对模式的理解,在不同的地区引用不同的方法,从而可以对异常作出更精确的评价。

步骤:水文地球化学的找矿的步骤主要包括野外勘查、水样分析、正常水化学元素含量分析、异常评价、室内资料整理及图件编制。

(1)野外勘查主要包括水文地球化学剖面的研究、样品的采集和填图等工作;

(2)水样分析主要是对采集水中指示元素含量的分析,可以用光谱分析;

(3)而正常水化学元素含量分析则是对水中一般元素含量的分析,可以直接在野外用轻便水质分析箱或在野外工作站直接分析;

(4)异常评价主要是对水中元素发生异常作出评价,看是否为矿体引起的;

(5)室内资料整理及图件编制主要是对前期获得的一些数据和别的资料的整理,绘制出水文地球化学勘查预测图,预测矿体存在的可能位置。

适用条件:由于原生矿物及大多数次生矿物在水中的溶解度极低,再加上水的稀释作用,所以水文地球化学异常的浓度值往往远远低于岩石、土壤地球化学异常的含量值,低至 ppb级,因此目前水文地球化学找矿方法主要适用于地形切割较强或中等,水系发育特别是水系受地下水补给的地区,而对于地形平坦、水系不发育或者水系完全有地表水补给的地区则效果不好。

结束语:我国水文地球化学虽起步较晚,但近些年发展迅速,逐渐体现出其优势,但需

石油的化学元素范文第5篇

关键词:基础油;添加剂;聚脲脂;减摩抗磨

中图分类号:TE626.3文献标识码:A

Abstract:Polyurea greases were prepared using mau iron poly-α-olefin (mPAO) as base oil, polyurea as thickener, molybdenum dithiocarbamate (MoDTC) and ash-free phosphorodithioate (Irgalube63) as additives, respectively. The influences of different base oils and additives on the tribological properties of polyurea greases were evaluated by reciprocating friction and wear tester. The morphology and chemical composition of the worn surfaces were characterized and analyzed by scanning electron microscope (SEM) and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS). The results show that the mau iron PAO-based polyurea greases containing MoDTC and Irgalube63 have better tribological properties than that of PAO-based polyurea greases.

Key words:base oil; additive; polyurea grease; reducing-friction and anti-wear

0引言

聚脲脂是以有机胺和异氰酸酯反应稠化基础油制得的一种非皂基脂,具有滴点高、热稳定性好、氧化安定性和抗水性优良等性能,在冶金、汽车、军工、轴承等行业中得到了广泛应用。近年来,关于脲基脂的研究也越来越多[1-3]。廖顺等[4]发现聚脲脂的最高炼制温度和后处理工艺对产品性能有较大的影响。张遂心等[5]发现硼酸盐极压抗磨剂能提高聚脲脂极压和抗磨性能。邓才超等[6]制备了系列复合聚脲脂,包括锂-脲、钠-脲、钾-脲、镁-脲、钙-脲和钡-脲脂, 结果表明,复合聚脲脂在保持聚脲脂优良性能的基础上, 具有突出的极压、抗磨性和高温轴承寿命。Liu等[7] 运用分子理论对脲基脂稠化剂结构对产品性能的影响进行了研究,研究表明聚脲脂的性能随着每个聚脲分子中脲基团的数量变化而变化;蒋明俊等[8]探讨了基础油对聚脲脂性能的影响,结果表明,应用矿物油较容易成脂且产品性能较好,较高黏度的矿物油对脂的稠度、滴点、胶体安定性等有利。

近年来,用合成油PAO为基础油制备的聚脲脂以其高滴点、良好的氧化安定性、优异的黏温特性和突出的抗水性等得到了广泛应用。但PAO对添加剂的感受性较差,加之各种添加剂之间的不合理复配,造成聚脲脂的减摩抗磨性能差,为了增强脲基脂对添加剂的感受性以及提高聚脲脂的摩擦学性能,本文以茂铁PAO为基础油制备了聚脲脂,茂铁PAO与常规PAO相比能提供稳定的抗剪切性、较低的倾点和较高的黏度指数[9],并且以茂铁PAO作为基础油制备聚脲脂还未见报道。本文采用十八胺和己二胺的混合胺与异氰酸酯反应稠化基础油来制备聚脲脂,分别以mPAO和PAO为基础油制备了两种聚脲脂, 并考察添加二硫代氨基甲酸钼(MoDTC)和无灰二硫代磷酸酯(Irgalube63)在mPAO型聚脲脂中的减摩抗磨性能。

1试验部分

1.1脂的制备

分别选用PAO和mPAO为基础油,两种基础油的参数见表1,同时以十八胺、己二胺和异氰酸酯的反应产物聚脲作为稠化剂制备了聚脲脂。

1.2摩擦学特性测试

将MoDTC和Irgalube63两种添加剂分别加入到聚脲脂中,添加质量分数分别为10%,20%,30%,40%。实验选用中国科学院固体国家重点实验室研制的MFT-R4000高速往复摩擦磨损试验机进行减摩抗磨性能评价,摩擦副采用球盘接触。试验条件为:室温约20 ℃,额定载荷为100 N,频率为5 Hz,试验时间为30 min,相对湿度是60%~65%,大气气氛。所用钢球为AISI 52100标准试验钢球(095 ~ 105 C,015 ~ 035 Si,020 ~ 040 Mn,130 ~ 165 Cr, 0027 P,其余是Fe),直径5 mm,表面粗糙度Ra为008 μm,硬度为705~757 GPa。所用钢块尺寸为Φ 24 mm × 78 mm 。试验前将钢盘抛光至表面粗糙度Ra为005 μm,钢盘淬火硬度为491 ~ 539 GPa,试验前后试件用丙酮超声清洗10 min,将含有不同添加剂的聚脲脂涂抹在摩擦副之间,每次涂抹02 g,摩擦系数由计算机自动记录保存。摩擦学试验结束后,采用光学显微镜测量磨痕宽度,采用扫描电子显微镜(EVO-18, ZEISS)和能谱仪(EDS)观察并分析钢盘磨痕表面形貌和磨痕表面主要化学元素。

2试验结果与讨论

2.1基础脂的摩擦学性能

为在100 N载荷下两种基础脂试验时的实时摩擦系数和磨痕宽度。从图1(a)可以看出,在 100 N 载荷下,两种基础脂试验时摩擦系数随时间呈现的变化趋势不完全相同,mPAO型基础脂时曲线比较平稳,而PAO型基础脂对应的曲线有随时间增大的趋势,并且mPAO型基础脂时的平均摩擦系数小于PAO型基础脂时的平均摩擦系数。从图1(b)可以看出,相比于PAO型基础脂,mPAO型基础脂的磨痕宽度小。说明以mPAO作为基础油比用PAO作基础油制备出的聚脲脂具有更好的减摩抗磨性能。

2.2脂的摩擦学性能比较

为了考察mPAO型聚脲脂对MoDTC添加剂的感受性,图2分别示出了含有不同质量分数MoDTC添加剂的聚脲脂,在100 N载荷下的实时摩擦系数和磨痕宽度。图2(a)可以看出,在100 N载荷下,添加不同质量分数的MoDTC添加剂,不同程度的改善mPAO型聚脲脂的摩擦性能,其中,当MoDTC的质量分数为3%时,聚脲脂的减摩效果达到最佳。图2(b)可以看出,添加不同质量分数的MoDTC添加剂,其磨痕宽度都比mPAO型聚脲脂的要小,这说明MoDTC能够改善mPAO型聚脲脂的抗磨性能;综合考虑添加剂MoDTC的含量对mPAO型脂减摩性能和抗磨性能的影响,当MoDTC在mPAO型聚脲脂中的质量分数为3%时,mPAO型脂具有较好的减摩抗磨性能。

分别示出了含有不同质量分数Irgalube63添加剂的mPAO型聚脲脂,在100 N载荷条件下的实时摩擦系数和磨痕宽度。图3(a)可以看出,在100 N载荷下,添加不同质量分数的添加剂Irgalube63都能减小mPAO型聚脲脂的摩擦系数,当Irgalube63的质量分数为2%时,其平均摩擦系数比mPAO型聚脲脂减小约65%。图3(b)可以看出,添加不同质量分数的添加剂Irgalube63都能在一定程度上改善MPAO型基础脂的抗磨性能,磨痕宽度最多减少了211%。综合考虑添加剂Irgalube63的含量对mPAO型聚脲脂减摩抗磨性能的影响,当Irgalube63在mPAO型聚脲脂中的质量分数为2%时,具有较好的减摩抗磨性能。

3磨痕表面形貌及元素组成

如图4所示是PAO型聚脲基础脂、mPAO型聚脲基础脂及mPAO型聚脲基础脂中加入两种不同添加剂下的磨痕表面形貌图(载荷100 N、频率5 Hz、测试时间为30 min)。图4(a)是PAO型聚脲基础脂下的磨痕表面形貌图,其表面粗糙,有较多的犁沟,图4(b)是mPAO型聚脲基础脂下的磨痕表面形貌,相比于图4(a),其表面相对光滑,仅有少量的犁沟;图4(c)是mPAO+3%MoDTC脂下的磨痕表面形貌图,抗磨性提高不大,改善不明显;而图4(d) 示出了mPAO+2% Irgalube63下的磨痕表面更加光滑和平整,这说明Irgalube63添加剂也能更有效改善mPAO型聚脲脂的减摩抗磨性能。

为了进一步研究MoDTC和Irgalube63两种添加剂在mPAO型聚脲脂中的减摩抗磨机理,使用EDS分析mPAO型聚脲基础脂及含有两种添加剂下的钢块磨痕表面元素组成,结果如图5所示。相比于5(a)mPAO型聚脲基础脂下的磨痕表面元素,图5(b)磨痕表面多出了S元素和Mo元素,这说明在接触区域由于摩擦产生了大量的热量,MoDTC发生了热分解,其分解产物与摩擦表面发生摩擦化学反应,生成含Mo、S的化合物,这些化合物可以在摩擦表面形成保护膜,起到减摩抗磨作用 [10-11]。图5(c)是MPAO+ 2%Irgalube63聚脲脂下的磨痕表面元素组成,相比于基础脂,其磨痕表面含有大量的P等元素,摩擦过程中磷与铁、氧等元素发生摩擦化学反应生成磷酸盐,形成一层具有减摩抗磨作用的保护膜,起到较好的减摩抗磨作用[12]。

4结论

以茂铁mPAO为基础油制备的聚脲脂的摩擦学性能优于以PAO为基础油制备的聚脲脂,并且其对MoDTC和Irgalube63两种添加剂的感受性也好于PAO型聚脲脂。当MoDTC添加质量分数为30%和Irgalube63添加质量分数为20%时,摩擦系数和磨痕宽度最小,具有最优的减摩抗磨性能。EDS分析可以看出,MoDTC添加剂在摩擦过程中可以和磨痕表面生成含Mo、S的化合物,这些化合物可以在摩擦表面形成保护膜,起到减摩抗磨作用;Irgalube63添加剂在摩擦过程中可以和磨痕表面生成磷酸盐保护膜,起到减摩抗磨作用。

参考文献:

[1] 姚立丹,杨海宁,王平. 脲基脂的研究与应用[J]. 石油炼制与化工,2006,37(2):52-56.

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