마이크로 및 나노 스케일에서 tribology의 측정 전용 장비의 부족에 의해 제한되었습니다. 스캔을 강제 현미경 (SFM)는 그러한 작은 스케일에서 마찰, 마모 및 윤활에 대해 조사를위한 선택의 악기를했습니다. 그러나, SFM은 종종 팁의 작은 크기에 gigapascal 범위 때문에 연락을 압력을 생산하고 있습니다. 에서 나노 Tribometer CSM 악기 접촉 조건에서 훨씬 더 유사 콘텐츠를 허용, 따라서 매우 낮은 부하에서 윤활유의 연구에 더 적합합니다. 다른 윤활 정권 적용 부하가 윤활 접촉에서 다양으로 최근 연구는 다양한 윤활 정권을 통해 전환을 보여줄 수있다. 윤활유 조사 윤활제는 두 가지 유형의되었습니다. 첫 번째는 40 CST, 96 CST 200 CST의 viscosities 3 %의 방향족, 31 % naphthenes 66 %의 paraffins 구성된 미네랄 오일 (MO)였다. 두 번째는 두 첨가물이 추가되었습니다 어떤에, 6 CST의 기본 점도 함께 polyalphaolefine (파오)으로 구성된 합성 석유 보낸 사람 : 'Irgalube 63'첨가제는 dithiophosphate를 포함하고 산업용 윤활유에 대한 극단적인 압력, 안티 마모 첨가제로 사용됩니다 그리고 greases. 'Irgalube211'첨가제가 alkylated triphenyl phosphorothionate를 포함하고 금속 작동 유체 및 자동차 엔진 오일에 반 마모 첨가제로 사용됩니다. 정의 완전이 표면과 정상과 슬라이딩 모두 군대를 받게 중간 윤활유 레이어의 상호 작용을 설명하기 위해, 하나는뿐만 아니라 기하학과 유체 매개 변수를 설명하는 정의뿐만 아니라 상호 작용의 영역 주위에 발생하는 탄성 deformations 보라합니다 . 접시에 구체와 플로리다 사이의 탄성 유체 윤활 (EHL)은 접촉 지점에서 최소 윤활막 두께 (hmin)에 다양한 매개 변수를 관련 전력 법률에 의해 설명 될 수 있습니다 :  R은 구면 파트너의 반경이고, U는 슬라이딩 속도이며, W는 정상적인 부하이며 α와 η0이 증가 압력을 받고 점도의 변화와 관련된 윤활유 속성입니다. E는 Hertzian 이론에 의해 설명된대로 표면의 감소 탄성 계수이다. 나노 Tribometer 테스트 나노 Tribometer 테스트는 테스트 오일이 micropipette를 사용하여 적용할 수있는 접시와 같은 주석 코팅 강철 디스크 구면 파트너로 직경 2mm의 100Cr6 철강 공을 사용하여 수행되었다. 각 시험은 기름 정확히 30μl와 수행 및 연락처의 시점에서 4.2 MMS -1의 효과적인 선형 속도를주는 20 RPM의 속도로 회전 플레이트이었습니다. 250μN의 일곱 지속적으로 적용로드 500μN, 1mN, 2mN, 4mN, 10mN 및 25mN은 (약 110MPa, 140MPa, 180MPa, 225MPa, 280MPa, 385MPa 각각 520MPa의 Hertzian 접촉 압력을 대표하는) 각 시험주기 위해 사용되었습니다. 마찰력 (F)는 200 판의 회전하므로 마찰 계수 (μ)가 μ로 계산 될 수 이상의 측정했습니다 = 유리 스프링 캔틸레버 어셈블리 (에 표시하여 적용으로 정상적인 부하를 나타내는 W와 F / W, 그림. 1).  그림 1 20μN 범위를 통해 로딩 수있는 나노 Tribometer 유리 스프링 힘 센서의 클로즈업보기 -. 1N. 테스트 오일 (200cSt) 중 하나에 대한 마찰 계수 측정 데이터의 전체 집합은 그림에 표시됩니다. 하중 범위 250μN에 대한 2-25 MN. 그것은 볼 수있는 부하 증가로, 세 개의 서로 다른 정권 사이의 공, 샘플의 표면 및 윤활유 가을의 상호 작용. 250μN 및 500μN의로드를 위해 윤활유 높은 마찰 저항으로 이어지는 표면에 공을의 미끄럼 운동을 억제. 1mN에서는 마찰 계수는 여전히 높은 있지만 커브가 점차 "실행 -에서"표면의 특성, 테스트 기간 동안 감소시킵니다.  그림 2 시험 삼아 범위 250 μN에 적용된 하중에 대한 200 CST 고순도 미네랄 오일에 대한 회전 바퀴의 함수로 마찰 계수를 측정 -. 25 MN. 2mN보다 큰 부하 들어, 곡선은 것 같다 실행 기능 기간 마찰 계수는 상수 값으로 안정화 어디에서 안정된 상태에 도달되는 후. 최소 윤활막 두께 최소 윤활유 필름의 두께로 그림과 같이 여러 가지 오일 viscosities에 대한 지수 법칙으로부터 계산하실 수 있습니다. 3. 방정식은 슬라이딩 속도와 구면의 반경이 적용된 하중보다 필름의 두께에 훨씬 더 중요한 영향을 보여주고 있지만, 여기서 결과는, 정상적인 부하의 함수로 표시됩니다.  그림 3. 계산 오일 필름은 네 가지 오일 viscosities (1 mm의 범위 반경)에 대한 정상적인 부하의 함수로 두께. 전원 법 방정식 전원 법률 방정식은 주어진 볼 - 온 - 플랫 시스템에 대한 정상적인 부하 또는 윤활막 두께의 증가 속도 리드를 슬라이딩 증가에서 감소 것으로 나타났습니다. 완전히 두 반대 표면의 표면 asperities를 분리하는 일부 시점에서 필름 두께 정말 대단한 것입니다. 짝짓기 재료 표면 사이에 상호 작용이 더 이상 없기 때문에 이러한 조건 전체 영화 또는 유체 윤활이라고도하고 있으며, 윤활유 필름의 두께는 점도, 속도 및 정상 부하에 의해 규율됩니다. 마찰 계수 증가 마찰 계수의 기하 급수적인 증가는 그림에 표시됩니다. 필름 두께 증가로 4 (). 이 동작은 역모를 네 가지 viscosities에 대해 분명하다. Hertzian 접촉 압력 110MPa 주변에 가을 낮은 하중은 마찰이 최대에 있습니다. 부하가 이후 증가로 마찰 (각 곡선의 초기 감소로 본) 감소. 40cSt 및 96cSt viscosities의 경우에는, 그것은 최소한의 마찰 계수를 일으키는 최적의 필름 두께 / 정상 하중이있다는 것을 명확하게 볼 수 있습니다. 유체 전환에 탄성 유체 마찰 률이 Stribeck 번호, L의 함수로 꾸몄다 경우 다른 윤활 정권 사이의 전환을 볼 수 있습니다 어디 L = ηU / W. 같은 네 viscosities에 대한 결과는 그림에 표시됩니다. 4 (B) 탄성 유체에서 유체 정권으로의 전환이 분명하게 볼 수 있습니다 어디에. 경계 윤활 정권을 조사하기 위해, 훨씬 낮은 미끄럼 속도는 연락에 필요합니다. 이러한 낮은 속도, 윤활유의 - 구축 부담이없고 따라서 부하가 완전히 접촉 영역에서 asperities에 의해 수행됩니다. 그림 4. TIN - 코팅 강철 샘플에 접촉 반경 1mm의 100Cr6 공의 마찰 coeffi의 cient에 대한 실험 결과. 미끄럼 속도 4.2 MMS - 1과 네 가지 기름 viscosities가 표시됩니다되었다. Stribeck 대표가 (B)에서 주어진 반면, 필름 두께 (A)로 꾸몄다입니다. 나노, 마이크로 및 매크로 저울 나노 Tribometer가 이상적으로 마이크로 및 나노 스케일에서 윤활유 속성의 특성에 적합하지만, 그것은 또한 다른 악기에 매크로 스케일에서 만들어진 측정과 같은 결과를 상호 연관에 관심이 있습니다. 세 가지 악기를 사용하여이 200cSt 미네랄 오일의 세 윤활 정권을지도하는 것이 가능했습니다. 표준 핀 - 온 - 디스크 시스템은 주변 0.3 (0.15의 L 값에 대해 - 1)에서 처음 안정 being μ와 경계 조건에서 마찰 계수를 측정하는 데 사용된 그것이 0.11의 최소 μ (L에서하는 방울 이후 = 20). 나노 Tribometer 그런 다음 약 10 최대 5000의 L 값에서 μ를 측정하는 데 사용됩니다. 이것은 유체 정권 (연락처 조건이 1mm의 반경과 슬라이딩 속도 4.2mms -1 아르)에 혼합에서 전환을 다룹니다. 높은 슬라이딩 속도 높은 미끄럼 속도 들어, 나노 스크래치 테스터는 20 μm의의 접촉 반경과 1cms -1의 미끄럼 속도와 함께 사용됩니다. 이것은 μ는 70,000 주위의 L 값까지 측정할 수 있습니다. 이 세 악기의 측정 기능은 아래 마이크로 저울에 매크로에서 마찰 정보를 제공하기 위해 결합하는 방법의 좋은 예입니다. |