雙電層對薄膜潤滑特性影響機(jī)理的理論與實驗研究.pdf

1、在固體和液體的界面處存在雙電層現(xiàn)象.雙電層之間存在相互作用力,并且雙電層產(chǎn)生電粘度效應(yīng)使流體的等效粘度增加.該文主要在理論和實驗兩方面對流體潤滑特別是薄膜潤滑中雙電層效應(yīng)的影響進(jìn)行研究.首先,根據(jù)雙電層理論,對流體潤滑中的雙電層效應(yīng)進(jìn)行分析,包括雙電層之間的作用力和雙電層的電粘度效應(yīng),建立了新的雙電層流體動壓潤滑數(shù)學(xué)模型.分析表明,一般情況下雙電層間作用力可以忽略,雙電層效應(yīng)主要表現(xiàn)為電粘度效應(yīng),電粘度主要受潤滑劑中離子濃度的影響,在稀

2、溶液中離子濃度越大電粘度越大.然后對流體動壓潤滑、點接觸和線接觸彈流潤滑中的雙電層效應(yīng)進(jìn)行了數(shù)值分析.結(jié)果表明:在薄膜潤滑狀態(tài)下,雙電層效應(yīng)的影響比較明顯,雙電層電粘度效應(yīng)使得流體的等效粘度明顯增加,從而使?jié)櫥ず穸群湍ゲ料禂?shù)明顯增加,但對彈流潤滑中壓力分布沒有明顯影響.其次,對水潤滑和油潤滑中的雙電層效應(yīng)進(jìn)行了試驗研究.試驗中分別采用施加外電場和添加添加劑改變潤滑劑中離子濃度兩種方法來改變電粘度效應(yīng)的強(qiáng)度,從而使流體的等效粘度發(fā)生變化

3、,并表現(xiàn)為摩擦系數(shù)的變化.試驗中對摩擦系數(shù)和流動勢進(jìn)行了測量,結(jié)果表明:流體潤滑中存在雙電層電粘度效應(yīng),使得摩擦系數(shù)增加;雙電層電粘度的強(qiáng)度與離子濃度和潤滑膜厚度有關(guān),離子濃度越大,膜厚越小,雙電層效應(yīng)越強(qiáng);通過施加外電場和改變潤滑劑中的離子濃度可以控制雙電層效應(yīng)的強(qiáng)度,使摩擦系數(shù)增加;試驗結(jié)果支持雙電層潤滑理論模型.最后,利用試驗結(jié)果和有限寬組合滑塊模型修正了潤滑中雙電層效應(yīng)的計算,給出了電粘度的計算公式,并且進(jìn)行了數(shù)值分析.通過對理