離子液體作為常規潤滑劑目前工業潤滑劑多具有專屬性，不同的摩擦界面要用不同的潤滑劑，即使同一界面也因負荷、使用條件、用途不同而需使用不同的潤滑劑。而且隨著科技發展，出現了許多特殊條件的潤滑需求，因而尋找和研制通用的理想型潤滑劑具有重要的意義和應用價值。劉維民等<9?13>首先發現離子液體是一類性能優異的多用途潤滑劑，并研究了12己基232甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液體（）和12己基232乙基咪唑四氟硼酸鹽離子液體（）的潤滑效果。他們考察了兩種離子液體作為潤滑劑在鋼/鋼、鋼/鋁、鋼/銅、鋼/單晶硅、鋼/二氧化硅、鋼/陶瓷、陶瓷/二氧化硅及陶瓷/陶瓷等摩擦副的摩擦學特性，并與X21P和PFPE進行了對比。在鋼/鋼摩擦副上離子液體的承載最大負荷可達到1000N，而X21P和PFPE在400N和500N時就會發生卡咬，并且由于離子液體對空氣和水穩定，少量水溶入離子液體（<5%）可以改善抗磨能力。兩種離子液體的摩擦系數均低于X21P和PFPE的，且的摩擦系數在8種摩擦副中均最低，證明離子液體可作通用型潤滑劑使用。

　　其后他們又考察了陰離子種類對離子液體摩擦學特性的影響。在室溫條件下，鋼/鋼摩擦副上3種陽離子相似的烷基咪唑離子液體減摩性能順序為：->->-（雙（三氟甲基磺酰）胺鹽）；抗磨性能順序為：->->-。在試驗中發現-類離子液體能適用于金屬/金屬、陶瓷/陶瓷等多種摩擦副，摩擦系數極低，可作為通用型潤滑劑使用。

　　為什么離子液體表現出如此優異的摩擦學特性呢葉承峰等<14>認為離子液體本身帶有負電荷，在摩擦過程中很容易與摩擦副的正電荷點結合，形成穩定的過渡態，而且這種過渡態的構型非常有序，能形成有一定厚度的不易被切斷的邊界潤滑膜；從極性來說，離子液體具有兩重性，遇極性物質表現極性，遇非極性物質表現非極性，因此可與各種表面作用形成保護膜，從而可承載高負荷，降低摩擦系數和磨損率。

　　針對烷基咪唑類離子液體在摩擦副上的摩擦腐蝕問題，研究人員合成了一些新的離子液體。劉維民等<15?22>為了解決烷基咪唑類離子液體在較高載荷下作為鋼/鋁摩擦副潤滑劑時對鋁基體的腐蝕磨損問題，設計合成了一系列含磷酸酯官能團的離子液體。含磷酸酯的離子液體因可與鋁形成五元或六元配合物，導致二者的結合能力更強，從而在基底上形成致密的化學吸附層，減緩了對鋁的腐蝕，提高了潤滑性能。劉旭慶等<23>把苯并三唑加入離子液體中，解決了離子液體對鋼/銅錫合金摩擦副的腐蝕性這一難題。而后又研究了季鹽離子液體對鋼/鋁和鋼/鋼摩擦體系的摩擦學特性<24，25>，發現此類離子液體的抗磨性能和承載能力均優于普通的烷基咪唑類離子液體。馮大鵬等<26>合成了12乙基232辛基咪唑二乙基磷酸鹽離子液體（），表征了其結構和黏度、傾點等性質，在四球試驗機和SRV摩擦磨損試驗機上評價了其作為鋼/鋼體系潤滑劑的潤滑作用。鋼塊磨損表面形貌及化學狀態的掃描電子顯微鏡（SEM）和光電子能譜（XPS）分析表明：與聚α烯烴（PAO）類潤滑油相比，所合成的離子液體表現出優異的減摩抗磨效果，并且腐蝕性極低。他們認為低負荷時離子液體靠物理吸附膜實現潤滑作用，高負荷時則發生復雜的摩擦化學反應，形成具有高承載能力和抗磨性能的含Fe2O3和有機金屬復合物的邊界潤滑膜，能有效地提高承載能力和抗磨性能。Yao等<27>合成了一類2位被單陽離子和雙陽離子取代的咪唑類離子液體，并在250℃評價了其摩擦學特性。結果表明，由于2位被惰性基團取代，使離子液體的化學和熱穩定性增加。SEM和XPS分析表明在250℃時摩擦界面形成氟化亞鐵、氮化物以及硫化物等的保護膜，從而表現出優異的高溫潤滑性能。

　　夏延秋等<28>主要研究了基體處理對離子液體潤滑性能的影響。他們對1Cr18Ni9Ti不銹鋼球用等離子體進行氮化，在12丙基232辛基咪唑六氟磷酸鹽離子液體（）和PAO潤滑下，用OptimolSRV型磨損試驗機研究了氮化和未氮化情況下不銹鋼球相對于SAE52000鋼潤滑時的摩擦磨損情況。從磨損表面形態以及主要元素化學態分析發現氮化的不銹鋼球抗磨能力明顯提高，但減摩作用不顯著。出現這種現象的部分原因可能是氮化后形成了FexN，使不銹鋼表面的相組成和硬度發生變化，在潤滑界面滑動時發生摩擦化學反應，得到的表面保護膜和吸附的潤滑膜一起作用使抗磨能力提高。其后該研究小組采用電沉積法在銅基質上分別沉積了Ni和Ni2Si3N4納米粒子兩種涂層，在AISI1045鋼基質上分別沉積了納米鎳鍍層和粗晶粒鎳鍍層，在球2盤磨損試驗機上考察了離子液體、PFPE和液體石蠟（MO）作為潤滑劑的潤滑效果，得出如下結論：電沉積的鎳涂層由于含有Si3N4納米粒子而導致銅基質的硬度從1116GPa增至4175GPa，而鋼基質上納米鎳鍍層的硬度也遠高于粗晶粒鎳鍍層（6115GPa>2126GPa）。在相同條件下，12乙基232己基咪唑六氟磷酸鹽離子液體（）的體積磨損量約為MO的1/30，其摩擦系數只有01033，磨損表面形成氟化物和磷化物膜，從而降低了摩擦系數和體積磨損量。使用PFPE作為潤滑劑時，在兩種鍍層上其潤滑性能均差于離子液體<29，30>。Zhang等<31>合成了1，32二乙基咪唑磷酸二乙酯鹽（）、12乙基232丁基咪唑磷酸二乙酯鹽（）和12乙基232辛基咪唑磷酸二乙酯鹽（）3種新的離子液體并用SRV考察了它們在鋼/鋼摩擦副上的摩擦學特性。

　　實驗發現，磷酸二乙酯鹽類離子液體在100℃時有著很好的潤滑性能且基本無腐蝕。在摩擦過程中該類離子液體會形成一層FePO42烷基咪唑保護膜而起到明顯的減摩抗磨作用，烷基鏈越長作用越明顯。

作者：佚名　　來源：中國潤滑油網