KRüSS 表面能测试系列产品.PDF

KRÜSS表面能测试系列产品 --在润滑油表征中的应用 润滑油的表征 研究内容？--用于发动机 ，变速器 ，制动器，齿轮，减震器上的润滑油和燃油为 何研究 ？--为了优化润滑油配方与性能 如何研究 ？--K100 ，BP100 ，DSA100 ，DVT50 ，DFA100 谁需要用 ？--SKF, Castrol, Liqui Moly, Lubrizol, Rhenus Lub, ML Lubrication GmbH, Fuchs Petrolub 概述 润滑油对于车辆上所有机械部件，尤其是在高温和压力条件下工作的部件保证好 的性能是最重要的。为了提高耐磨性和防腐性，以此延长高压部件的寿命，保护 乘客安全，润滑油的配方一直在不断地优化。最近关于功能性纳米粒子和超低摩 擦材料的研究引起了润滑油应用中新型商业添加剂的发展。除了油的粘度，表面 张力，界面张力和润湿性也是润滑油表征的重要参数 ，可以获得被润滑部件表面 相互作用和润滑油老化等信息。 1 过程 在汽车工业应用中，润滑油被用作发动机油 ，自动和手动变速器的传动液，轴承， 制动和减震液。润滑油基本是矿物中提取的或者合成的长链碳氢化合油的混合。 大部分配方都含 15—30%的添加剂，例如聚合物，纳米颗粒，表面活性剂 ，可 以帮助好的润滑性能。润滑液必须能在很宽的温度范围内使用（从发动机启动时 的低温到长时间行驶后的高温），同时保证在任何条件下都能达到最好的磨损防 护。因此，必须保证表面的每个部分都完全恒湿来避免摩擦。 不同的润滑油通过不同的条件来优化它们的粘度行为（粘度随温度不同会有很大 变化 ），通常润滑油的分类也是基于这点。最常见的分类是美国石油研究所（API ） 和欧洲汽车工业协会（ACEA ），相关数据测量依据汽车工程师社团（SAE ）。但 同时也有企业标准例如宝马，梅赛德斯奔驰，大众的标准。 对润滑油性能有严格的规定。有介绍各个方面的国际标准 ，防腐（ISO11007 ）， 防水（DIN51087/1 ），隔油（DIN51817 ），渗透（ISO2137 ）等等。为了达到 规定的要求，润滑油配方，尤其是添加剂使用方面，需要不断地改进。完全恒湿 和低起泡性是好的润滑油配方的两个关键参数。润滑油的老化和相关性能的损失 是被特别关注，并且可以用不同的技术来描述 ，下面将会介绍这些技术的细节。 结果 为了满足一些特定要求而对润滑油进行改进 （耐磨和防腐，良好的热传导，恒定 粘度，完全润湿，对灰尘颗粒的耐受等等），添加剂就是关键成分。其中摩擦改 进剂（二硫化钨或二硫化钼，碳），抗磨剂（二烷基硫代磷酸锌 ZDDP ），抗氧化 剂（硫，磷或酚类化合物），抑泡剂，防腐剂（琥珀酸胺，碱土金属磺酸盐），表 面活性剂，粘度指数改进剂 （聚合物）和倾点抑制剂 （聚合物）。 2 但是润滑油中的化学成分会随时间老化而改变 ，这是一个极大地降低性能的过程。 煤烟颗粒 ，金属磨料，水，酸和其他氧化产物在高温，高压和剪切环境下会以杂 质的形式累积。这些杂质能改变油的物化性质，导致一些问题：密封圈泄漏 ，行 驶里程数减少，发动机和刹车可能会损坏，严重时会影响驾驶员的安全。润滑油 性能差 ，导致被称为污泥的物质形成，这是一种类似焦油的物质，能导致发动机 故障。一旦形成，很难清除这些污泥甚至都不可能清除 ，很费钱和费时间。研究 润滑油老化来预测污泥的形成 ，来提供更换润滑油所需间隔时间的建议是目前解 决这个问题最好的办法。 上图是凸轮中形成污泥的案例。左图是保养过的，完好的凸轮。右图是污泥形成后的情形。 应用 • 测量润滑油对轴承和其他金属部件的润湿参数 为了确保在啮合面之间永久形成润滑油的弹性-水-动态膜（这对减少摩擦最重 要 ），这就需要完全润湿。座滴法测量轴承，凸轮轴或其他部件与润滑油的接触 角可以给出关于润湿性直接的信息。关于测量含固体极性和色散部分的表面自由 能可以用来计算 wetting envelope。悬滴法可以得到润滑油的表面张力，结合 座滴法可以很好地定义类似 PTFE （聚四氟乙烯）的基板，分出极性和色散部分 就可以用来预测润湿性和耐磨性。这是滴形分析仪 DSA100 的一个应用。 • 测量润滑油的表面张力 润滑油的表面张力不仅会影响润湿性，而且也是润滑油老化时会改变的一个参数。 相对于静态表面张力，油发生降解后，动态表面张力在低表面年龄段通常是不同