【摘要】：微納尺度下的油膜潤滑較為復(fù)雜,經(jīng)典的潤滑理論不足以完全揭示其成膜機(jī)制,還需考慮固體表面與潤滑劑之間的相互作用。但目前人們對潤滑中的固/液界面效應(yīng)缺少完整認(rèn)識,使得其在工程設(shè)計中得不到充分應(yīng)用,如目前微器件滑動接觸中的液體潤滑設(shè)計。本課題通過表面修飾制備具有不同表面潤濕性的面接觸滑塊試樣,在滑塊-玻璃盤面接觸油膜潤滑試驗臺上,采用熒光技術(shù)對接觸區(qū)內(nèi)油膜流速及接觸區(qū)外圍的油池外形進(jìn)行測量,以評估成膜機(jī)制與固/液界面效應(yīng)的關(guān)聯(lián)性。主要研究內(nèi)容包括:(1)不同潤濕性表面與潤滑油膜厚度的關(guān)系。通過表面張力修飾技術(shù)獲得具有不同親和性的滑塊界面,并測量滑塊在不同速度載荷下的潤滑油膜厚度,分析了接觸角及接觸角滯后兩個界面參數(shù)與油膜厚度的相關(guān)性。結(jié)果表明,接觸角滯后可以更好地表征界面效應(yīng)對油膜厚度的影響。(2)熒光測量技術(shù)中熒光強(qiáng)度與剪應(yīng)變率的關(guān)系。設(shè)計新的實驗系統(tǒng),通過篩選得到了合適的潤滑劑與熒光探針的組合,使得潤滑油膜激發(fā)出的熒光強(qiáng)度與其剪切率弱相關(guān)。(3)膜厚與熒光強(qiáng)度之間標(biāo)定關(guān)系的建立。通過改變滑塊傾角,建立接觸區(qū)內(nèi)光強(qiáng)與膜厚之間的關(guān)系,結(jié)果表明光強(qiáng)與膜厚之間存在單值線性關(guān)系。利用熒光法對膜厚進(jìn)行了測量,結(jié)果表明熒光法與干涉法的測量結(jié)果一致。(4)充分供油條件下油池與速度的關(guān)系。熒光法測量了滑塊-轉(zhuǎn)盤接觸流體動壓條件下圍繞接觸區(qū)的油池尺寸隨速度的變化。油池形狀的改變反映了接觸區(qū)周圍潤滑劑的流失與補(bǔ)給過程。(5)滑塊與玻璃盤表面的潤濕性對接觸區(qū)供油的影響。充分供油條件下,滑塊表面的潤濕性對接觸區(qū)周圍的油池產(chǎn)生影響,但不影響接觸區(qū)內(nèi)潤滑劑的供給。限量供油條件下,滑塊表面的潤濕性影響接觸區(qū)周圍潤滑油的分布,良好的潤濕性改善潤滑油在滑塊立面的鋪展,提供良好的入口區(qū)潤滑劑供給,從而形成較厚的潤滑油膜。(6)不同潤濕性接觸副內(nèi)界面速度連續(xù)性的實驗測量。通過隨時間變化的熒光漂白圖像提取剪切流速分布的直接實驗數(shù)據(jù),研究了潤滑油粘度、油膜厚度等參數(shù)對流速連續(xù)性的影響。
【圖文】：

幾何楔效應(yīng)是產(chǎn)生潤滑油膜的重要機(jī)制。近年來隨著的發(fā)展，微納米尺度下的潤滑機(jī)制引起廣泛關(guān)注。由于微界面作用不容忽視。界面效應(yīng)對接觸區(qū)潤滑油的成膜能力由表面上潤滑劑的分布都有著顯著的影響，傳統(tǒng)的潤滑設(shè)潤滑的界面效應(yīng)影響微機(jī)械潤滑和限量供油潤滑。流體薄滑流體和固體的表面潤濕性決定，因此，界面效應(yīng)與界面固液界面的潤濕性，一般采用接觸角和接觸角滯后進(jìn)行表分布與滑移，供油油池的分布，這是液體薄膜潤滑界面效潤滑油膜的潤滑狀態(tài)進(jìn)行精確描述，對界面滑移的實驗結(jié)光測量實驗臺，利用熒光技術(shù)與干涉測量技術(shù)對潤滑劑的的分布以及界面滑移進(jìn)行詳細(xì)的研究。流體薄膜潤滑的界關(guān)系如圖 1-1 所示。

青 島 理 工 大 學(xué) 工 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文潤濕性與滑移的相關(guān)性研究面的邊界滑移可能對流體流動或潤滑油膜的形成產(chǎn)生顯著如毛細(xì)管流動的微系統(tǒng)或具有低負(fù)載的毫米/微米級軸承的牛頓流體也存在液/固界面滑移，邊界滑移的尺度最可能與關(guān)。一般的概念認(rèn)為界面潤濕性越好越難發(fā)生邊界滑移，，支持上述觀點。
【學(xué)位授予單位】：青島理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TB383.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2606643