CSM 계기에서 Nano Tribometer를 사용하는 매우 낮은 접촉 압력으로 윤활 정권 그리고 마찰 수사

커버되는 토픽

배경

다른 윤활 정권

윤활유

정의

Tribometer Nano 시험

최소한도 윤활유 필름 간격

멱수 법칙 방정식

마찰 계수에서 증가하십시오

유체역학 전환에 Elastohydrodynamic

Nano, 마이크로 컴퓨터와 모듬 명령 가늠자

더 높은 미끄럼 속도

배경

마이크로와 nano 가늠자에 tribology의 측정은 전용 기계 사용의 부족에 의해 제한되었습니다. 스캐닝 군대 현미경은 (SFM) 계속 그 같은 소규모에 조사 마찰, 착용 및 윤활을 위한 선택의 계기입니다. 그러나, SFM는 끝의 작은 차원 때문에 수시로 gigapascal 범위에 있는 접촉 압력을 일으킵니다. CSM 계기에서 Nano Tribometer는 접촉 상태에 있는 매우 더 중대한 변이를 허용하고, 아주 낮은 짐에 윤활유의 연구 결과에 그러므로 좀더 적응됩니다.

다른 윤활 정권

최근 연구 결과는 적용되는 짐이 기름을 바르기 접촉에 변화되기 때문에 다른 계속 윤활 정권을 통해 전환을 보여줄 수 있습니다.

윤활유

조사된 윤활유는 2가지의 다른 모형의 이었습니다. 첫번째 3% 방향족 화합물, 31% (MO) naphthenes로 이루어져 있는 광유이고 66%는 40 cSt의 점성과 더불어, 96 cSt 및 200 cSt 파라핀으로 입힙니다. 두번째 2개의 난수가 추가된 6 (PAO) cSt의 기본적인 점성을 가진 polyalphaolefine로 구성된 합성 기름이었습니다: ` Irgalube 63'는 난수 dithiophosphate를 포함하고 극단적인 압력, 반대로 착용 난수 및 윤활제로 산업 윤활유를 위해 사용됩니다. ` Irgalube211' 난수는 알킬화한 triphenyl phosphorothionate를 포함하고 반대로 착용 난수로 금속 가공 액체와 자동차 엔진 기름에 있는 사용됩니다.

정의

완전히 2개의 표면의 상호 작용을 및 일반적이고 미끄러지기를 군대를 복종된 중개 윤활유 층 기술하기 위하여, 사람은 뿐만 아니라 기하학 및 유체역학 매개변수 또한 상호 작용의 지역의 주위에 일어나는 탄력 있는 개악을 기술하는 정의를 봐야 합니다. 격판덮개에 구체와 fl 사이 Elastohydrodynamic 윤활 (EHL)는 최소한도 윤활유 필름 간격 (hmin)와 접촉점에 각종 매개변수를 관련시키는 멱수 법칙에 의해 기술될 수 있습니다:

R가 둥근 파트너의 반경인 곳에, U는 미끄러지는 각측정속도입니다, W는 수직 하중이고 α와 η0는 증가 압력의 밑에 점성의 변경을 관련시키는 윤활유 속성입니다. E는 헤르츠 이론에 의해 묘사된대로 표면의 감소된 탄성 계수입니다.

Tribometer Nano 시험

Tribometer Nano 시험은 시험 기름이 micropipette를 사용하여 적용될 수 있던 격판덮개로 주석 입히는 강철 디스크를 가진 둥근 파트너로 직경 2mm의 100Cr6 강철 공을 사용하여 실행되었습니다. 각 기름의 30μl로 정확하게 수행되고 격판덮개는 접촉의 순간에 4.2 mms의 효과적인 선형 각측정속도를 주는 20 분당 회전수의 비율로-1 자전했습니다. (각 시험 주기를 위해 각각 대략 110MPa, 140MPa, 180MPa, 225MPa, 280MPa, 385MPa 및 520MPa의 헤르츠 접촉 압력을 나타내는)의 7개의 끊임없이 적용된 짐은 250μN, 500μN, 1mN, 2mN, 4mN, 10mN 및 25mN 이용되었습니다. 쓸림힘 (f)는 격판덮개의 200 혁명 이상 측정되고 수직 하중을 그러므로 마찰 (μ)의 계수는 μ = W가 F/W로 산출될 수 있었습니다 (FIG. 1)에서 보이는 유리제 봄 공가 집합에 의해 적용되는 것과 같이 나타내는 상태에서.

AZoNano - A에서 나노 과학의 Z - 범위 20μN - 1N를 통해서 적재 허용하는 Nano Tribometer 유리제 봄 군대 센서의 클로우즈업 전망.

숫자 1. 범위 20μN - 1N를 통해서 적재 허용하는 Nano Tribometer 유리제 봄 군대 센서의 클로우즈업 전망.

시험 기름 (200cSt)의 한의 측정된 마찰 계수 데이터의 완전한 세트는 짐 범위 250μN - 25 mN를 위한 FIG. 2에서 보입니다. 짐은 증가되는 만큼, 공의 상호 작용, 3개의 명백한 정권 사이 견본 표면 및 윤활유 가을 보일 수 있습니다. 250μN와 500μN의 짐을 위해 윤활유는 더 높은 쓸림 저항으로 이끌어 내는 표면에 공의 미끄럼 운동을 억제합니다. 1mN에, 마찰 계수는 아직도 높습니다 그러나 곡선은 표면의에 "달리 에서" 독특한 시험의 내구에 점차적으로 줄입니다.

AZoNano - A에서 나노 과학의 Z - 범위 250 μN - 25 mN에 있는 적용되는 짐을 위한 200 cSt 높은 순수성 광유를 위한 회전 랩의 기능으로 실험적으로 측정된 마찰 계수.

범위 250 μN - 25 mN에 있는 적용되는 짐을 위한 200 cSt 높은 순수성 광유를 위한 회전 랩의 기능으로 숫자 2. 실험적으로 측정된 마찰 계수.

2mN 보다는 더 중대한 짐을 위해, 곡선에는 기간달리 에서 a가 있는 것을 보입니다 그 후에 마찰의 계수가 일정한 가치에 안정시키는 곳에 정상 상태는 도달됩니다.

최소한도 윤활유 필름 간격

최소한도 윤활유 필름 간격은 FIG. 3.에서 보이는 것처럼 각종 다른 기름 점성을 위한 멱수 법칙에서, 산출될 수 있습니다. 여기에서 결과는 수직 하중의 기능으로 미끄러지는 각측정속도에는 및 구체 반경에는 적용되는 짐 보다는 필름 간격에 훨씬 중요한 영향이 있다는 것을 방정식이 보여주더라도, 보입니다.

AZoNano - A에서 나노 과학의 Z - 4 다른 기름 점성 (1개 mm의 구체 반경)를 위한 수직 하중의 기능으로 산출된 기름막 간격.

숫자 3.는 4 다른 기름 점성 (1개 mm의 구체 반경)를 위한 수직 하중의 기능으로 기름막 간격을 산출했습니다.

멱수 법칙 방정식

멱수 법칙 방정식은 수직 하중에서 어떤 주어진 공 에 편평한 시스템든지를 위해 그것을, 줄입니다 보여줍니다 또는 미끄럼 속도에 있는 증가는 윤활유 필름 간격에 있는 증가로 이끌어 냅니다. 어느 시점에서 필름 간격은 완전하게 분리될 것이다에 관해서는 아주 중대할 것입니다 2개의 반대 표면의 지상 거칠음. 더 이상 물자 표면을 짝지어주기 사이 어떤 상호 작용든지 때문에 그런 조건은 가득 차있는 필름으로 불립니다 또는 유체역학 윤활 및, 윤활유 필름 간격은 점성, 속도 및 수직 하중에 의해 제어해 됩니다.

마찰 계수에서 증가하십시오

마찰 계수에 있는 지수 증가는 FIG. 4 (a)에서 필름 간격이 증가하는 만큼 보입니다. 이 행동은 음모를 꾸민 모든 4 점성을 위해 분명합니다. 헤르츠 접촉 압력이 110MPa의 주위에에 떨어지는 낮은 짐을 위해, 마찰은 최대에 있습니다. 짐이 연속적으로 증가되는 만큼, 마찰은 줄입니다 (보는 각 곡선의 처음 감소). 40cSt와 96cSt 점성의 경우에는, 최소한도 마찰 계수를 일으키는 원인이 되는 최적 필름 간격/수직 하중이 있다 명확하게 눈에 보입니다.

유체역학 전환에 Elastohydrodynamic

다른 윤활 정권 사이의 전환은 보일 수 있습니다 마찰의 계수가 Stribeck 수, L의 기능으로, L = ηU/W. 음모를 꾸미는 경우에. 동일 4 점성을 위한 결과는 elastohydrodynamic에서 유체역학 정권에 전환이 명확하게 보일 수 있는 FIG. 4 (b)에서 보입니다. 경계 윤활 정권을 조사하기 위하여는, 매우 더 낮은 미끄럼 속도는 접촉에 요구될 것입니다. 그 같은 낮은 속도로, 윤활유에 있는 압력 형성이 없고 그러므로 짐은 접촉 지역에 있는 거칠음에 의해 완전히 전송됩니다.

주석 입히는 강철 견본과 접촉하여 반경의 100Cr6 공의 1개 mm cient 마찰 coeffi를 위한 숫자 4. 실험적인 결과. 각측정속도를 미끄러지는 것은 4.2 mms 1이고 4 다른 기름 점성은 보입니다. 필름 간격은 Stribeck 대표가 (b)에서 주어지더라도 반면에서 (a) 음모를 꾸밉니다.

Nano, 마이크로 컴퓨터와 모듬 명령 가늠자

Nano Tribometer는 마이크로와 nano 가늠자에 윤활유 속성의 특성에 이상적으로 적응되더라도, 또한 다른 계기에 큰 가늠자에 한 측정과 그 같은 결과를 상관하는 관심사의 일 수 있습니다. 3개의 다른 계기를 사용해서 계속 200cSt 광유의 3개의 윤활 정권을 지도로 나타내는 것이 가능합니다. 표준 핀 에 디스크 기계는 0.3 주변에 처음에 안정되어 있는 μ를 가진 경계 조건에서 마찰 계수를 측정하기 위하여 사용되었습니다 (0.15의 L 가치를 위해 - 1) 그 후에 0.11의 최소한도 μ에 투하합니다 (에 L = 20). Nano Tribometer는 그 때 대략 10 5000 까지의 L 가치에서 μ를 측정하기 위하여 이용됩니다. 이것은 혼합에서 유체역학 정권에 전환을 커버합니다 (접촉 상태는 1mm의 반경과 각측정속도 4.2mms를 미끄러지는입니다-1).

더 높은 미끄럼 속도

더 높은 미끄럼 속도를 위해, Nano 찰상 검사자는 20 μm의 접촉 반경 및 1cms의 미끄러지는 각측정속도와 함께 이용됩니다-1. 이것은 μ가 약 70000의 L 가치에 부응되는 것을 허용합니다. 이것은 마이크로 가늠자에 모듬 명령에서 마찰 정보를 아래로 제공하기 위하여 3개의 계기의 측정 기능이 어떻게의 결합될 수 있는지 좋은 본보기입니다.

근원: CSM 계기

이 근원에 추가 정보를 위해 CSM 계기를 방문하십시오

Date Added: Dec 6, 2006 | Updated: Dec 2, 2014

Last Update: 9. December 2014 19:52

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