季戊四醇油酸酯膜厚测量及薄膜润滑研究.pdfVIP

2015年 6月 机械设计与制造工程 Jun．2015 第44卷 第 6期 MachineDesignandManufacturingEngineering Vo1．44No．6 DOI：10．3969／j．issn．2095—509X．2015．06．019 季戊 四醇油酸酯膜厚测量及薄膜润滑研究 蔡发达，杜 华，潘 伶 ，高诚辉 (福州大学机械工程及 自动化学院，福建 福州 350108) 摘要：运用光干涉法相对光强原理，通过纳米级润滑膜厚度测量仪测量 了不同温度、不同栽荷下 纳米间隙中环境友好润滑剂季戊四醇油酸酯的油膜厚度。探究了膜厚与速度、载荷、温度之间的 关系，观察了薄膜润滑现象。结果表明：在对数坐标系下，膜厚与速度具有一定的线性关系，在速 度较高时，线性关系更强，润滑剂具有流体效应。载荷对膜厚的影响远小于速度对膜厚的影响， 温度对膜厚的影响主要表现在温度越高时，润滑剂的黏度越低，润滑剂的膜厚越薄。 关键词：纳米级；季戊四醇油酸酯；薄膜润滑 中图分类号：THI17．2 文献标志码 ：A 文章编号：2095—509X(2015)06—0075—04 纳米摩擦学作为超精密仪器与微机系统发展 法相对光强原理对点接触中心润滑膜膜厚进行了 的基础，近年来受到越来越多的关注。自Reynolds 测量，分析了流体润滑膜失效的现象；Yu利用相移 提出流体动压润滑理论后，相继出现了流体润滑、 成像椭偏仪(phase—shiftimagingellipsometer)对硅 弹流润滑、边界润滑以及干摩擦理论。薄膜润滑是 基片上 SiO 的膜厚进行测量，得到了其膜厚分布 ； 一 种介于弹流润滑与边界润滑的独立润滑状态 ，它 Xiao等 运用相对光强法测量 了高接触压力下离 的出现极大地填补了弹流润滑与边界润滑的空白， 子液体的膜厚，结果显示：烷基链长的离子液体 ，形 丰富了润滑理论体系。随着润滑膜厚度的变化，润 成的润滑薄膜较厚。 滑剂的状态也可能跟着变化，润滑剂的黏度特性、 在工业生产中，大多数润滑剂都是含有各种添 流体特性、尺寸效应与其膜厚有着密切的联系，因 加剂的矿物油、油脂、液压油，这些产品通常不易生 此对润滑剂膜厚进行测量，对于揭示润滑剂流体规 物降解，且具有毒性，会对环境造成一定的污染。 律具有重要的意义。 季戊四醇油酸酯(pentaerythritololeate)作为一种环 在重载、低速、高温以及低黏度介质的点接触、 境友好型润滑剂，具有 良好的稳定性，不易挥发，易 线接触摩擦副中，润滑膜的厚度通常只有几纳米到 降解 ，是2l世纪热门的研究课题 。 几十纳米。 目前，纳米级润滑膜特性研究的方法主 要包括数值计算、分子动力学模拟 以及实验研 l 薄膜润滑机理 究[1]。Liang等[4提出了科迪 一洛伦兹模型，通 流体润滑、弹流润滑的理论基础在于黏性流体 过改进的遗传算法在有限范围内对其进行有哪些信誉好的足球投注网站，测 动力学，而薄膜润滑是从原子与分子的结构出发， 得了铜酞菁(copperphthalocyanine)与C60混合物的 研究纳米尺度下表面与界面分子层的摩擦学行为， 其理论基础主要是表面物理学与表面化学。表 1 薄膜厚度；曾凡林等 采用分子动力学模拟 了正 十六烷的薄膜润滑，结果表明：在各种剪切速率下， 给出了几种润滑状态的基本特征。 正十六烷都会发生层间滑移现象。一直以来，光学 表 1 几种润滑状态的基本特征 法由于具有灵敏度高、操作简便、测量误差小等特 点，广泛用于润滑剂薄膜厚度 的测量 。Johnston 等 6改进了楔形垫层光干涉法，结合光谱分析，提