【摘要】：電場(chǎng)作用下薄膜潤(rùn)滑性能研究不僅是潤(rùn)滑理論發(fā)展的一個(gè)前沿領(lǐng)域,而且在帶電機(jī)械潤(rùn)滑系統(tǒng)、微/納機(jī)電器件等方面有重要的學(xué)術(shù)和工程價(jià)值。本論文主要以外加電場(chǎng)對(duì)納米級(jí)潤(rùn)滑膜性能影響為主題,從成膜特性和潤(rùn)滑膜內(nèi)部產(chǎn)生微汽泡現(xiàn)象兩個(gè)方面進(jìn)行討論和分析。 (1)探討了油基、乳液和水基等潤(rùn)滑劑在外加電場(chǎng)作用下的成膜特性:提出了陽(yáng)離子對(duì)電場(chǎng)的響應(yīng)特性不同是決定具有不同側(cè)鏈長(zhǎng)度的離子液體在電場(chǎng)作用下成膜能力存在差異的直接原因;考察了水包油乳液在外加電場(chǎng)下的成膜能力與電場(chǎng)強(qiáng)度、乳化劑濃度以及油相濃度的關(guān)系,通過構(gòu)造楔形入口區(qū)油滴失穩(wěn)模型從理論上分析了電場(chǎng)作用下油滴的變形和破裂能力對(duì)成膜性能的影響;對(duì)比考察了帶正、負(fù)電頭基以及不同濃度的表面活性劑水溶液在電場(chǎng)下的成膜性能,詳細(xì)分析了表面活性劑分子與帶電固體表面的相互作用對(duì)成膜性能的影響。 實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)潤(rùn)滑接觸區(qū)納米級(jí)潤(rùn)滑膜的流動(dòng)性在外加電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到一個(gè)臨界值后會(huì)出現(xiàn)減弱甚至消失的現(xiàn)象。提出了靠近固體壁面的潤(rùn)滑液體分子類固化轉(zhuǎn)變?cè)陔妶?chǎng)作用下的大幅度增強(qiáng)是導(dǎo)致接觸區(qū)潤(rùn)滑膜流動(dòng)性出現(xiàn)減弱的重要原因。 (2)深入地考察了外加電場(chǎng)作用下不同潤(rùn)滑膜內(nèi)部產(chǎn)生微汽泡的現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)在其它實(shí)驗(yàn)條件相同情況下,電極表面有介電層存在時(shí)潤(rùn)滑膜中微汽泡產(chǎn)生更為劇烈的現(xiàn)象;提出產(chǎn)生的微汽泡是局部熱效應(yīng)和電化學(xué)反應(yīng)共同作用的結(jié)果,其中局部熱效應(yīng)占主導(dǎo)作用;建立了描述納米級(jí)潤(rùn)滑膜中微汽泡生長(zhǎng)和運(yùn)動(dòng)特性的理論模型,并用該模型驗(yàn)證了微汽泡生長(zhǎng)、運(yùn)動(dòng)特性與液體基本物化性質(zhì)之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。搭建了電致軸承破壞試驗(yàn)臺(tái),考察了軸承潤(rùn)滑表面在較小回路電流下(~1 mA)的損傷特性,提出了微汽泡的產(chǎn)生及其潰滅是潤(rùn)滑表面形成凹坑的主要原因。
【圖文】：

潤(rùn)滑是一種綜合考慮表面吸附效應(yīng)和流體效應(yīng)的潤(rùn)滑狀態(tài)。雒建斌等薄膜潤(rùn)滑物理模型認(rèn)為在間隙較小且光滑的摩擦副表面附近，，在壁用下緊緊吸附了一到兩層潤(rùn)滑劑分子形成靜態(tài)吸附膜，此靜態(tài)吸附吸附幾層有序潤(rùn)滑劑分子。離摩擦副表面越遠(yuǎn)，潤(rùn)滑劑分子的有序漸趨于流體膜的特性。在較高卷吸速度時(shí)，潤(rùn)滑膜的膜厚較大，流為顯著，此時(shí)膜厚與經(jīng)典彈流理論的計(jì)算值較為接近；而在較低卷潤(rùn)滑膜厚度較小，表面吸附效應(yīng)顯著，此時(shí)膜厚比經(jīng)典彈流理論的。在同一速度下，隨著運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，潤(rùn)滑膜厚度也會(huì)因?yàn)槲蕉粩嘣龃�。解�?guó)新：外加電場(chǎng)下納米級(jí)潤(rùn)滑膜的成膜特性及微汽泡行為研究

.2 外加電場(chǎng)對(duì)摩擦學(xué)性能影響的研究進(jìn)展到目前為止，已經(jīng)有許多關(guān)于電控摩擦性能研究，但是在不同潤(rùn)滑條件電控摩擦現(xiàn)象的機(jī)理解釋存在很大的差異，如圖 1.3 所示。這些機(jī)理解釋都自的適用范圍，而且各個(gè)機(jī)理與不同潤(rùn)滑狀態(tài)下的電控摩擦現(xiàn)象并不是存全對(duì)應(yīng)的關(guān)系。在一些情況下，常常需要幾個(gè)機(jī)理來(lái)共同解釋才能完全認(rèn)個(gè)現(xiàn)象。因而有必要先對(duì)不同潤(rùn)滑條件下電控摩擦現(xiàn)象的機(jī)理進(jìn)行分析比較而為外加電場(chǎng)對(duì)納米級(jí)潤(rùn)滑膜性能影響的深入研究提供參考。解國(guó)新：外加電場(chǎng)下納米級(jí)潤(rùn)滑膜的成膜特性及微汽泡行為研究
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：TH117.2

【引證文獻(xiàn)】

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1 沈巖;高強(qiáng)化柴油機(jī)缸套—活塞環(huán)摩擦狀態(tài)轉(zhuǎn)化機(jī)制研究[D];大連海事大學(xué);2014年

本文編號(hào)：2651264