摩擦磨损是普遍存在的自然现象，一般认为，摩擦损失了世界约三分之一的一次性能源。英、美、日、德、加等发达工业国家进行调查后认为，应用已有的知识、技术减少磨损，即可节约1％的国民生产总值。因此改善润滑和减少磨损可以条资源的利用率，降低成本、提高效率。为了有效地改善润滑剂的润滑性能，我们需向其中加入一定量的抗磨添加剂，主要用于改善边界润滑和混合润滑的润滑性能，减少摩擦表面之间的摩擦阻力，防止磨损和擦伤。近来报道了将Cu、Sn、Bi等纳米金属粉末作为润滑添加剂加到润滑油中，通过摩擦沉积在金属表面上，起到良好的润滑和修复作用。但在实际应用中将纳米金属粉加入到润滑油中存在两个缺点：一是颗粒表面能高，处于热力学非稳定态，极易聚结成团，二是颗粒表面亲水疏油，呈强极性，难于在有机介质中均匀分散。因此必须寻找合适的材料的他们进行表面改性，改善与有机介质之间的润湿性和结合力。专利曾报道，有机硫代磷酸铜化合物作为一种润滑油多效添加剂，不仅有优良的抗磨、极压性能，而且还有良好的抗氧防腐性能。考察了油溶性二丁基二硫代磷酸铜添加剂的摩擦学性能，并采用多种表面分析技术对磨损表面进行了研究。

1 考察结果与讨论

1.1 摩擦学性能

表1列出了不同负荷下，在基础油500SN中加入二丁基二硫代磷酸铜（CuDDP）添加剂后的极压抗磨性能评定结果，作为比较，表1中也给出了二烷基二硫代磷酸锌（ZnDDP）的评定结果。

表1 二丁基二硫代磷酸铜的极压抗磨性能

注：转速1450r/min，室温，30min

从表1中可看出，在500SN中加入CuDDP后，在研究的每1级复合下，其磨斑直径（WSD）都远小于基础油和二烷基二硫代磷酸锌（ZnDDP），而且油品的P_B值、P_D值有大幅度的提高，表面二丁基二硫代磷酸铜添加剂不仅具有优良的抗磨性能，而且具有良好的极压性能。

1.2磨斑表面分析

将（基础油＋2.0％ZnDDP）和（基础油＋1.0％CuDDP）在负荷为588N、784N下长磨30min后，将磨斑放大500倍。

从磨斑放大可以看出，在负荷为588N下，基础油的磨斑面积较大，表面磨痕不规则，并出现了严重的刮伤和粘着转移迹象。ZnDDP的磨斑面积也较大，但表面磨痕较浅。CuDDP的磨斑面积很小，表面非常光滑平整没有擦伤，并且在784N的负荷下，磨斑表面可明显观察到修复膜的存在。对784N负荷下CuDDP的磨斑表面组分进行X－射线能谱仪（EDX）分析，发现表面上生成了含硫、磷、铁和铜的低剪切度化合物，从而起到了减摩抗磨和修复表面的作用。

目前，度于有机金属极压抗磨剂的作用机理，普遍认为是在摩擦过程中发生了摩擦化学反应，生产了硫化铁、硫酸铁、磷酸铁、有机磷酸盐、以及具有抗磨作用的聚合物保护膜，从而起到保护金属基体的作用。

为了进一步弄清楚表面铜化合物的种类，对磨斑表面进行了X射线电子能谱（XPS）分析，Cu的电子结合能以及Cu2P_1/2与Cu2P_3/2的差值（19.9eV），与标准单质Cu的数值相一致，由此可判断磨斑表面上的铜以单质形式，这可能是由于金属表面摩擦产生了外逸电子，生成了铜单质，随着铜原子的增多，一方面可在表面生成一层软金属润滑膜，起到修复作用；另一方面由于铜和铁的原子半径几乎一致，所以铜原子可以通过表面的缺陷，渗透到基体金属里形成Fe－Cu合金，增强了基体流动性，最终起到了较好的抗磨作用。因此，CuDDP在摩擦条件下，在摩擦表面上生成了吸附膜、摩擦聚合物膜、沉积物膜、反应膜以及摩擦渗透层，从而起到极压抗磨作用。这些表面膜在不同的摩擦学条件下，有时单独存在，起润滑作用；有时同时存在，起极压抗磨作用。

2 结论

1）二丁基二硫代磷酸铜在500SN基础油中具有良好的抗磨性能和承载能力、

2）二丁基二硫代磷酸铜在摩擦过程中，表面发生了摩擦化学反应，生产了金属铜保护膜，从而提高了油品的极压和抗磨性能。