劉天霞，秦建，康凱，王建

（1.北方民族大學(xué) 化學(xué)與化學(xué)工程學(xué)院，銀川 750021；2.化工技術(shù)基礎(chǔ)國(guó)家民委重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，銀川 750021）

稀土元素以其獨(dú)特的4f 電子結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì)，被廣泛應(yīng)用于冶金機(jī)械、石油化工、電子信息、能源交通、國(guó)防軍工和高新技術(shù)等多個(gè)領(lǐng)域[1-5]。在摩擦學(xué)領(lǐng)域，稀土化合物因其能夠有效改善潤(rùn)滑油的摩擦學(xué)性能[6-9]、提升涂層和復(fù)合材料的抗磨性而受到廣泛關(guān)注。鑭是鑭系元素中的第一個(gè)元素，鑭的化合物與鑭系其他金屬的化合物化學(xué)性質(zhì)相似。納米顆粒具有高擴(kuò)散性、大比表面積、高化學(xué)活性、易吸附等特點(diǎn)，在摩擦磨損過(guò)程中顯示出了優(yōu)良的抗磨減摩特性[10]。同時(shí)，氟化鑭在基礎(chǔ)油中具有優(yōu)良的極壓、抗磨減摩性能[11]。因此，研究納米鑭化合物的摩擦學(xué)性能對(duì)鑭系納米材料在潤(rùn)滑油領(lǐng)域的應(yīng)用有一定的參考價(jià)值[12]。郭效軍等[13]考察了RGO/LaF3作為水潤(rùn)滑添加劑時(shí)的摩擦學(xué)性能，發(fā)現(xiàn)當(dāng)RGO 和LaF3的質(zhì)量比為2∶1 時(shí)，摩擦系數(shù)（0.335）最低，減摩性最好；當(dāng)質(zhì)量比為1∶1 時(shí)，磨損體積最小，抗磨性最好。C. Z. Yang 等[14]采用表面改性技術(shù)成功制備了油酸表面改性氟化鑭-GO（OA-LaF3-GO）納米雜化材料，與單用液體石蠟相比，OA-LaF3-GO 納米雜化材料在0.5%添加量下具有優(yōu)異的減摩抗磨性能。張澤撫等[15]采用微乳液法制備了含氮有機(jī)物修飾的納米LaF3，在四球機(jī)上考察了其在石蠟中的摩擦學(xué)性能，發(fā)現(xiàn)加入納米LaF3后，磨斑直徑減小了41%，抗磨性能明顯增強(qiáng)。疏達(dá)等[16]研究了納米填料復(fù)合氧化鑭對(duì)汽車摩擦片摩擦磨損性能的影響，發(fā)現(xiàn)納米B4C復(fù)合氧化鑭提高了界面潤(rùn)滑性，磨損面形貌質(zhì)量最好，納米SiC 復(fù)合氧化鑭易脫落而加劇摩擦。李文虎等[17]考察了La2O3對(duì)Mo-25Si-8.5B 合金摩擦磨損性能的影響。發(fā)現(xiàn)當(dāng)La2O3含量為0.9%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）時(shí)，耐磨性最好；當(dāng)La2O3含量超過(guò)0.9%時(shí)，密度和硬度降低，耐磨性也隨之降低。

中國(guó)作為稀土資源大國(guó)，開(kāi)發(fā)高附加值的稀土產(chǎn)品及合理拓展稀土資源利用范圍意義重大。發(fā)動(dòng)機(jī)碳煙磨損問(wèn)題一直是影響發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命和潤(rùn)滑油換油周期的主要原因，為改善潤(rùn)滑油的性能，向潤(rùn)滑油中添加性能優(yōu)良的潤(rùn)滑劑可減少摩擦和磨損，減少能源消耗，延長(zhǎng)機(jī)械壽命[18-19]。研究納米鑭系化合物添加劑對(duì)于改善煤間接液化柴油碳煙（Fischer-Tropsch synthesis diesel soot，F(xiàn)-T DS）與0#柴油碳煙（Diesel soot，DS）的摩擦特性具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，可為解決煤間接液化柴油用于發(fā)動(dòng)機(jī)中時(shí)的碳煙摩擦磨損問(wèn)題奠定基礎(chǔ)，也為探究鑭系添加劑對(duì)碳煙摩擦學(xué)作用的機(jī)理打下基礎(chǔ)。

1 試驗(yàn)

1.1 設(shè)備與試劑

試驗(yàn)所用設(shè)備與試劑：四球長(zhǎng)時(shí)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)（MRS-10F），濟(jì)南恒旭試驗(yàn)機(jī)技術(shù)有限公司；四球機(jī)專用鋼球，石油化工科學(xué)研究院；燃油碳煙捕集裝置，自制；0#柴油，市售，中國(guó)石油；F-T 柴油，國(guó)家能源集團(tuán)寧夏煤業(yè)有限公司；10#白油，昆山西默潤(rùn)滑科技有限公司；納米氟化鑭（LaF3），鄭州東升石化科技有限公司；微米氧化鑭（La2O3）、丙酮（AR），國(guó)藥集團(tuán)有限公司。

1.2 方法

本課題組前期研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)-T DS 和DS 粒徑范圍都在45～60 nm，F(xiàn)-T DS 石墨化程度高于DS，氧含量高于DS，比表面積小于DS，熱穩(wěn)定性強(qiáng)于DS[20]。在10#白油中，F(xiàn)-T DS 與DS 的添加量為1%～2%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）時(shí)，F(xiàn)-T DS 與DS 都能起到一定促進(jìn)潤(rùn)滑的作用，在F-T DS 與DS 添加量增大到2.5%時(shí)，摩擦系數(shù)和磨損量都會(huì)急劇增加。因此，本研究分別將F-T DS 與DS 按3.0%和稀土鑭化合物添加劑加入到10#白油中，配制成LaF3或La2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0%、0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1.0%的油樣，用超聲波清洗機(jī)超聲分散2 h，使碳煙完全分散在油樣中。在進(jìn)行四球摩擦試驗(yàn)前，再次超聲30 min，現(xiàn)用現(xiàn)取。最后，在四球長(zhǎng)時(shí)摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上，用GCr15 四球機(jī)專用鋼球，在載荷為196 N、轉(zhuǎn)速為1200 r/min、時(shí)間為30 min 的條件下，測(cè)試各油樣的平均摩擦系數(shù)（AFC）。四球摩擦磨損實(shí)驗(yàn)后，將鋼球取下，放入丙酮中超聲清洗30 min，晾干，用多功能萬(wàn)能工具顯微鏡拍攝試球磨斑表面形貌，并測(cè)量試球磨斑直徑，計(jì)算平均磨斑直徑（AWSD）。

1.3 分析方法

利用X 射線衍射儀（XRD，SmartlabSE，日本株式會(huì)社理學(xué)）與 X 射線光電子能譜儀（XPS，ESCALAB Xi+，賽默飛世爾科技有限公司）分析LaF3與La2O3的晶體結(jié)構(gòu)與元素價(jià)態(tài)組成。利用掃描電鏡（SEM，蔡司鎢燈絲掃描電鏡 evo 10）與能譜儀（EDS）測(cè)試上試球磨斑的表面形貌、元素組成及含量。利用XPS 分析上試球磨斑表面元素價(jià)態(tài)及組成。

2 結(jié)果與討論

2.1 LaF3與La2O3的結(jié)構(gòu)及組成分析

圖1a 為納米LaF3的XRD 圖譜。在2θ為24.740°、27.580°、43.521°、50.639°等處均有尖銳的衍射峰。納米LaF3、La2O3樣品的主要衍射峰與標(biāo)準(zhǔn)圖譜對(duì)應(yīng)完好，且無(wú)雜峰，表明樣品純度很高[12]。

圖1 LaF3 和La2O3 的XRD 圖譜Fig.1 XRD pattern of LaF3 and La2O3

由XPS 檢測(cè)到，添加劑LaF3樣品表面含有La、F、O 和C 元素，原子數(shù)分?jǐn)?shù)分別為18.16 %、47.87%、10.41%、23.56%；添加劑La2O3中含有La、O 和C元素，原子數(shù)分?jǐn)?shù)分別為14.23%、55.87%、29.90%。添加劑LaF3中檢測(cè)到C、O 元素的原因是，為了提高其油中分散性，經(jīng)過(guò)了表面改性處理。XPS 圖譜的F1s 譜圖中，685.4 eV 對(duì)應(yīng)金屬氟化物的特征峰，此特征峰對(duì)應(yīng)LaF3。添加劑La2O3的XPS 圖譜中，O1s譜圖結(jié)合能為528.8 eV 的特征峰對(duì)應(yīng)的金屬氧化物主要為L(zhǎng)a2O3。La3d 譜圖中存在843.9 eV 與838.3 eV兩個(gè)特征峰，其Δ=5.6 eV，對(duì)應(yīng)La2O3的軌道能譜差。此外，XPS 還掃描出樣品表面有 C—C、C=O 和C—O 鍵，主要是由于樣品表面吸附了CO2所致。

2.2 LaF3 與La2O3 對(duì)含F(xiàn)-T DS 或DS 油品減摩性能的影響

鑭化合物添加量對(duì)含3.0% F-T DS 油樣的摩擦系數(shù)的影響如圖2 所示。從圖2a 可以看出，在10#白油中只添加3.0% F-T DS 時(shí)，體系的摩擦系數(shù)最大，此時(shí)AFC 為0.094。在含3.0% F-T DS 的油品中添加LaF3后，所有AFC 均下降，在納米LaF3添加量為0.4%時(shí)，AFC 下降到0.070，下降了約25.5%。從圖2b 可以看出，在La2O3添加量為0.2%、0.4%時(shí)，都可以起到減摩作用，0.4%時(shí)效果最好。此時(shí)，F(xiàn)-T DS 的摩擦系數(shù)為0.058，較未添加時(shí)減少了38.3%。當(dāng)La2O3添加量超過(guò)0.6%時(shí)，在摩擦后期，摩擦力會(huì)急劇升高。這可能是由于摩擦過(guò)程中溫度升高，影響了潤(rùn)滑油體系，導(dǎo)致La2O3與F-T DS 共同產(chǎn)生的潤(rùn)滑膜理化性質(zhì)改變，減摩性能降低。在添加量達(dá)到0.8%與1.0%時(shí)，會(huì)發(fā)生卡咬和燒結(jié)現(xiàn)象，說(shuō)明此時(shí)已經(jīng)超過(guò)潤(rùn)滑油最大無(wú)卡咬負(fù)荷，鋼球表面已經(jīng)難以形成有效的潤(rùn)滑膜[21]。

圖2 鑭化合物添加量對(duì)含3.0% F-T DS 的油樣摩擦系數(shù)的影響Fig.2 Effect of lanthanum compounds concentration on friction coefficient of F-T DS oil sample containing 3.0%

鑭化合物添加量對(duì)含3.0% DS 油樣摩擦系數(shù)的影響如圖3 所示。從圖3a 可以看出，只添加3.0% DS時(shí)，AFC 為0.092，在含有DS 的油品中添加LaF3后，在0.4%、0.6%、0.8%添加量下，產(chǎn)生了減摩抗磨效果，AFC 最低下降到0.081，下降約11.9%。在0.2%和1.0%添加量時(shí)，AFC 變化并不明顯。推測(cè)其原因可能是，在添加量為0.2%時(shí)，由于添加劑含量不高，在摩擦過(guò)程中不足以形成完整的含鑭邊界潤(rùn)滑膜[22]，因而不能起到減摩抗磨作用，反而由于LaF3晶體的存在，摩擦系數(shù)還略有增高。在添加量為1%時(shí)，由于過(guò)多LaF3晶體的加入，導(dǎo)致LaF3添加劑與碳煙團(tuán)聚出現(xiàn)沉積，因此也不能起到減摩抗磨作用。這說(shuō)明納米添加劑的濃度是影響其潤(rùn)滑性能的重要因素，只有適量添加才能起到作用。由圖3b 可知，DS 中添加0.6% La2O3時(shí)，AFC 最小，為0.077，較不添加時(shí)減少了16%。但AFC 總體上隨La2O3添加量的變化趨勢(shì)不明顯，均在15%左右。F-T DS 與DS 的差異在于，F(xiàn)-T DS 表面能高，在體系中更容易發(fā)生團(tuán)聚，高濃度的La2O3會(huì)使F-T DS 團(tuán)聚成大顆粒，當(dāng)顆粒大小超過(guò)潤(rùn)滑膜厚度，過(guò)多團(tuán)聚的碳煙會(huì)變成磨粒，增加摩擦磨損[23]。分析表明，在潤(rùn)滑體系中適量添加La2O3具有一定減摩作用，但添加過(guò)量后，效果并不好。

圖3 鑭化合物添加量對(duì)含3.0% DS 的油樣摩擦系數(shù)的影響Fig.3 Influence of lanthanum compounds concentration on the friction coefficient of DS oil sample containing 3.0%

2.3 LaF3 與La2O3 對(duì)含F(xiàn)-T DS 或DS 的油樣抗磨性能影響

在四球摩擦磨損實(shí)驗(yàn)后，將鋼球取下，在丙酮中超聲清洗30 min，晾干，根據(jù)萬(wàn)能工具顯微鏡拍攝的下試球磨斑表面形貌圖和AWSD，探討鑭化合物的添加量對(duì)含F(xiàn)-T DS 或DS 的油樣抗磨性能的影響，結(jié)果見(jiàn)圖4（以F-T DS+白油+LaF3體系和DS+白油+LaF3體系為例）和圖5。從圖4 中可以看出，未添加LaF3時(shí)，鋼球磨斑表面犁溝深、寬、粗。隨著LaF3的濃度增加，F(xiàn)-T DS+白油體系中磨斑表面的犁溝變窄、變細(xì)，而DS+白油體系中也有同樣的趨勢(shì)，只有LaF3在DS+白油體系中的添加量達(dá)到1.0%時(shí)，磨斑直徑明顯增大，犁溝變深，但磨斑表面犁溝總體較為規(guī)則。兩組實(shí)驗(yàn)中，隨著納米LaF3的添加量逐漸增加，磨損量也趨于穩(wěn)定。當(dāng)添加量為0.2%時(shí)效果不明顯，可能是由于LaF3添加濃度過(guò)低，導(dǎo)致無(wú)法形成連續(xù)穩(wěn)定的含鑭邊界潤(rùn)滑膜。當(dāng)添加量增加到一定程度后，磨損量趨于穩(wěn)定，說(shuō)明納米LaF3在達(dá)到適量濃度后可以形成穩(wěn)定的潤(rùn)滑膜，從而改善摩擦環(huán)境。從下試球磨斑表面形貌也可以看出，未添加La2O3時(shí)，鋼球磨斑表面犁溝深、寬、粗；添加La2O3后，幾乎所有實(shí)驗(yàn)組磨痕都變得細(xì)而均勻，說(shuō)明La2O3起到了良好的抗磨效果。

圖4 下試球磨痕表面形貌Fig.4 Surface topography of lower ball wear scar

LaF3和La2O3的添加量對(duì)含F(xiàn)-T DS 或DS 白油的AWSD 的影響規(guī)律如圖5 所示。從圖5a 中可以看出，添加LaF3或La2O3后，F(xiàn)-T DS+白油體系的磨損量均減小。在LaF3添加量為0.4%時(shí)，F(xiàn)-T DS+白油+LaF3的AWSD 最小，為0.4318 mm，相對(duì)于未添加時(shí)的0.6499 mm，減小了33.6%，其余濃度下的AWSD均區(qū)別不大。當(dāng)La2O3添加量為0.4%時(shí)，F(xiàn)-T DS+白油+La2O3體系鋼球表面的AWSD 為0.4207 mm，相對(duì)于未添加時(shí)，減小了35.2%；當(dāng)La2O3添加量為0.6%時(shí)，AWSD 雖小幅上漲，但仍小于未添加時(shí)的值。結(jié)合摩擦系數(shù)隨時(shí)間的變化曲線（圖2b）可知，此時(shí)摩擦已經(jīng)不穩(wěn)定。這可能是由摩擦后期La2O3與F-T DS 團(tuán)聚沉降以及溫度變化導(dǎo)致，但是此情況形成的時(shí)間較短，還未對(duì)鋼球產(chǎn)生大量磨損。在添加量達(dá)到0.8%與1.0%時(shí)，會(huì)發(fā)生卡咬和燒結(jié)現(xiàn)象，說(shuō)明此時(shí)負(fù)荷已經(jīng)超過(guò)油品最大無(wú)卡咬負(fù)荷，鋼球表面已經(jīng)難以形成潤(rùn)滑膜。對(duì)于DS+白油體系而言，La2O3抗磨效果優(yōu)于 LaF3，兩種添加劑的最合適添加量均為0.8%（見(jiàn)圖5b）。添加LaF3時(shí)，磨斑直徑為0.5107 mm，較不添加LaF3時(shí)，磨損量減少了24.8%。當(dāng)LaF3添加量達(dá)到1.0%時(shí)，由于添加劑過(guò)量，產(chǎn)生了聚沉，磨粒磨損加重[24]。當(dāng)La2O3添加量為0.8%時(shí)，AWSD達(dá)到最小值，為0.4502 mm。超過(guò)0.8%后，AWSD隨La2O3添加量的變化并不明顯。

圖5 不同含量LaF3 和La2O3 對(duì)含F(xiàn)-T DS 和DS 白油的下試球磨損的影響Fig.5 Effect of LaF3 and La2O3 on wear of the lower test ball containing F-T DS and DS white oil

2.4 LaF3 與La2O3 對(duì)F-T DS 和DS 下磨斑表面形貌的影響

上試球磨痕表面的SEM 形貌照片（放大1000 倍）如圖6 所示。從圖6a、b 中可以看出，當(dāng)碳煙添加量均為3.0%時(shí)，磨斑表面都能觀察到大量團(tuán)聚的碳顆粒，犁溝寬而不規(guī)則，且在磨斑表面出現(xiàn)了不規(guī)則的粘附磨損的剝落坑。LaF3添加量為0.4%時(shí)，從圖6c中可以看出，F(xiàn)-T DS 組犁溝變細(xì)、變規(guī)則。而圖6d中，可能是由于LaF3濃度不高，在摩擦后期，受溫度等影響，造成鋼球表面潤(rùn)滑膜成膜困難、碳煙團(tuán)聚，團(tuán)聚的碳煙顆粒增加了磨粒磨損，導(dǎo)致DS 組添加量為0.4%時(shí)，磨斑表面犁溝較寬而多。當(dāng)添加量為1.0%時(shí)，F(xiàn)-T DS 與DS 組磨斑表面犁溝均增加，但增加的犁溝較細(xì)，并且較為規(guī)則，說(shuō)明納米LaF3添加已過(guò)量。過(guò)量的LaF3在潤(rùn)滑油體系中轉(zhuǎn)變?yōu)槟チ?，增加了磨粒磨損，但總體表現(xiàn)還是較不添加時(shí)要好。

圖6 上試球磨痕表面SEM 形貌照片F(xiàn)ig.6 SEM topography photo of wear scar surface for upper test ball

上試球磨斑的SEM 形貌如圖7 所示，選取的La2O3添加量為0.4%與0.6%。從圖7a、b 中可以看出，在La2O3添加量為0.4%時(shí)，鋼球表面犁溝較細(xì)且均勻，體現(xiàn)了La2O3的減摩抗磨效果。從圖7c 中可以看出，當(dāng)F-T DS 中La2O3添加量達(dá)到0.6%時(shí)，鋼球磨斑表面犁溝急劇增多，而且不均勻，寬度和深度也很大，超過(guò)了最大無(wú)卡咬負(fù)荷，符合之前認(rèn)為的F-T DS 由于表面能高，容易團(tuán)聚，在摩擦后期，由于高溫改變了潤(rùn)滑油的承載能力。

圖7 上試球磨痕表面SEM 形貌照片F(xiàn)ig.7 SEM topography photo of wear scar surface for upper test ball

2.5 添加LaF3摩擦實(shí)驗(yàn)后磨斑表面元素分析

從摩擦實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，對(duì)含3.0% F-T DS 的油樣，LaF3的減摩抗磨效果更好，LaF3的最合適添加量為0.4%。因此，選擇最合適添加量下摩擦實(shí)驗(yàn)后的上試球磨斑進(jìn)行EDS 分析，EDS 結(jié)果見(jiàn)圖8。從圖8 中可以看出，所有樣品的磨痕中均檢測(cè)到C、O、Fe、Cr 元素。其中，F(xiàn)e 與Cr 元素全部來(lái)源于鋼球自身，C、O 元素來(lái)自于碳煙與潤(rùn)滑油在摩擦過(guò)程中相互作用形成的潤(rùn)滑膜。從圖8c、d 中可以看出，磨斑表面除了C、O、Fe、Cr 元素外，還出現(xiàn)了La 與F 元素，La 與F 元素來(lái)自于納米LaF3添加劑。結(jié)合摩擦系數(shù)測(cè)試結(jié)果（圖2）可知，添加LaF3潤(rùn)滑油的AFC 均明顯下降，說(shuō)明LaF3作為潤(rùn)滑油添加劑，在摩擦過(guò)程中，可能通過(guò)分解或轉(zhuǎn)移而形成了含鑭的邊界潤(rùn)滑膜，起到了顯著的減摩作用。

圖8 上試球磨斑EDS 圖譜Fig.8 EDS spectra of wear scar for upper test ball

2.6 添加LaF3 摩擦實(shí)驗(yàn)后磨斑表面XPS分析

為進(jìn)一步探究LaF3對(duì)含碳煙白油的抗磨減摩機(jī)理，對(duì)F-T DS 與DS 含量3.0%、納米LaF3添加量為0.4%時(shí)摩擦實(shí)驗(yàn)后的上試球磨斑進(jìn)行了XPS 分析，結(jié)果見(jiàn)圖9。圖9a 為白油中添加LaF3、F-T DS 和LaF3、DS 進(jìn)行摩擦試驗(yàn)后上試球表面磨痕的C1s 譜圖。添加LaF3、F-T DS 的C1s 譜圖中，位于284.8 eV 的特征峰歸屬于C—C 鍵；位于286.2 eV 的特征峰歸屬于C—O 鍵；位于288.2 eV 的特征峰歸屬于C=O 鍵，其主要由摩擦過(guò)程中碳煙與潤(rùn)滑油成膜時(shí)產(chǎn)生的。添加LaF3、DS 的C1s 譜圖中，位于284.7 eV 的特征峰歸屬于C—C 鍵；位于285.1 eV 的特征峰歸屬于C—O 鍵；位于288.4 eV 的特征峰歸屬于C=O 鍵，其主要由摩擦過(guò)程中碳煙與潤(rùn)滑油成膜時(shí)產(chǎn)生的。

圖9b 為白油中添加LaF3、F-T DS 和LaF3、DS進(jìn)行摩擦試驗(yàn)后上試球表面磨痕的O1s 譜圖。位于529.4～529.8 eV 的特征峰為金屬氧化物，主要為FeO；位于530.0～531.0 eV 的特征峰歸屬于C—O 鍵；位于531.1～532.4 eV 的特征峰歸屬于C=O 鍵，這與之前C1s 中所分析的來(lái)源相對(duì)應(yīng)。

圖9c 為白油中添加LaF3、F-T DS 和LaF3、DS進(jìn)行摩擦試驗(yàn)后上試球表面磨斑的Fe2p 圖譜。位于706.9～707.0 eV 的特征峰為Fe 原子的特征峰，其來(lái)源為鋼球自身；位于710.1～710.6 eV 的特征峰對(duì)應(yīng)Fe2O3；位于711.6～712.7 eV 的特征峰對(duì)應(yīng)FeO。根據(jù)J. ZHAO 和Q. ZHANG[25-26]的研究結(jié)果可知，通過(guò)對(duì)比Fe2+與Fe3+的比值（圖譜中A1 與A2 的面積）可以看出鋼球表面的磨損情況。在 LaF3添加量為0.4%時(shí)，F(xiàn)-T DS 圖譜中SA1∶SA2=1.25，DS 圖譜中SA1∶SA2=0.66。LaF3對(duì)含3.0% F-T DS 油樣的抗磨效果明顯，最合適添加量為0.4%。添加LaF3后，摩擦系數(shù)先減小、后增大。在添加量為0.4%時(shí)，摩擦系數(shù)減小23%。這可能是由于LaF3在摩擦進(jìn)程中吸附在接觸表面，形成了鑭系邊界潤(rùn)滑保護(hù)膜，改善了潤(rùn)滑狀態(tài)，起到了抗磨作用。同樣，隨著LaF3濃度的進(jìn)一步增加，磨損率也隨之增大，可能是由于添加過(guò)量的原因。由于添加量最大僅為1 %，在LaF3添加量0.4 %時(shí)，上試球表面并未檢測(cè)出La 元素與F 元素。

3 結(jié)論

1）在F-T DS+白油體系中，添加0.4% LaF3和0.4% La2O3時(shí)，AFC 和AWSD 均最小。AFC 分別約為0.070 和0.058，較不添加時(shí)的0.094 分別下降25.5%和38.3%；AWSD 分別為0.4318 mm 和0.4207 mm，較不添加時(shí)減少了33.6%和35.2%。從整體趨勢(shì)看，LaF3的減摩抗磨效果更穩(wěn)定。

2）在DS+白油體系中，LaF3添加量為0.4%、0.6%、0.8%時(shí)，均產(chǎn)生了減摩抗磨效果。添加0.6%La2O3的AFC 最小，為0.077，較未添加時(shí)減小了16%，但總體變化趨勢(shì)較穩(wěn)定，降幅均在15%左右。AWSD均呈現(xiàn)先減小、后增大的趨勢(shì)，均在0.8%時(shí)最小，此時(shí)LaF3和La2O3對(duì)應(yīng)的AWSD 分別為0.5107 mm和0.4502 mm，降幅分別為24.8%和33.7%，La2O3的抗磨效果更明顯。

3）添加一定濃度的LaF3或La2O3可提升含F(xiàn)-T DS 和DS 白油摩擦學(xué)性能。其摩擦機(jī)理可能是，在摩擦進(jìn)程中，通過(guò)轉(zhuǎn)移形成轉(zhuǎn)移膜，或由于添加劑吸附在摩擦表面形成鑭系邊界潤(rùn)滑保護(hù)膜，因此改善了潤(rùn)滑狀態(tài)，起到了減摩抗磨作用。