第六章-潤滑作用與潤滑劑課件

第六章潤滑作用與潤滑劑周怡琳2023/7/311第六章潤滑作用與潤滑劑第六章潤滑作用與潤滑劑周怡琳2023/7/311第六章潤滑第一節(jié)電觸點(diǎn)潤滑劑概述第二節(jié)潤滑狀態(tài)與潤滑機(jī)理第三節(jié)蠟狀潤滑劑第四節(jié)液體潤滑劑和半液體潤滑劑第五節(jié)固體潤滑劑第六節(jié)氣體潤滑劑第八節(jié)

潤滑劑的使用和發(fā)展2023/7/31第六章潤滑作用與潤滑劑2主要內(nèi)容第一節(jié)電觸點(diǎn)潤滑劑概述2023/7/31第六章潤滑作用與潤2一、電觸點(diǎn)潤滑劑發(fā)展背景電接觸中存在的問題：清潔金屬表面由于微觀粗糙度等原因，峰-峰接觸處承受壓力大，造成粘結(jié)。表面相對滑動(dòng)時(shí)，剪切力切斷粘結(jié)點(diǎn)造成了摩擦力和表面磨損?？朔Σ亮κ箼C(jī)械能量損失在接插件上，如摩擦系數(shù)很大時(shí)，插拔很困難，操作不便。磨損使接觸表層金屬受到損失，接插件或開關(guān)件上鍍層或輾壓層的貴金屬被磨穿而露出基底金屬后，在空氣中腐蝕形成膜層使接觸不良。電刷磨損嚴(yán)重后使接觸界面面積減小，加速氧化進(jìn)程。所以，摩擦和磨損都是電接觸中力求減少的現(xiàn)象。2023/7/31第六章潤滑作用與潤滑劑3第一節(jié)電觸點(diǎn)潤滑劑概述一、電觸點(diǎn)潤滑劑發(fā)展背景2023/7/31第六章潤滑作用與潤3電觸點(diǎn)潤滑劑的發(fā)展40~50年代：發(fā)現(xiàn)石墨可作為固體潤滑材料，用于減少電機(jī)電刷與集流環(huán)的摩擦與磨損。50年代：接插件、開關(guān)表面電鍍貴金屬，涂覆潤滑劑減少表面磨損，但其熔點(diǎn)過低，未真正應(yīng)用。60年代：磨損問題日趨嚴(yán)重尖銳，因此對蠟狀材料和油狀材料進(jìn)行了廣泛的研究，能否用于滑動(dòng)電接觸上。對潤滑機(jī)理、導(dǎo)電機(jī)理進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析。70年代后：潤滑劑的研究和生產(chǎn)趨于成熟。80年代初：國際上已有近百種潤滑材料用于不同要求的接觸表面。2023/7/31第六章潤滑作用與潤滑劑4一、電觸點(diǎn)潤滑劑發(fā)展背景電觸點(diǎn)潤滑劑的發(fā)展2023/7/31第六章潤滑作用與潤滑劑44電觸點(diǎn)潤滑劑定義涂覆接觸表面以減少其機(jī)械摩擦、磨損、微動(dòng)失效和減少腐蝕。其目的是為了保持觸點(diǎn)表面的完整性和保持穩(wěn)定的接觸電阻。觸點(diǎn)潤滑劑的功能若接觸界面之間合理地涂覆一層潤滑劑，會(huì)大大地改善觸點(diǎn)性能，提高其工作可靠性。主要表現(xiàn)在：降低滑動(dòng)摩擦系數(shù)(4-5倍)，減少連接器，尤其是多觸點(diǎn)連接器的插拔力;減少表面金屬鍍層(Au，Ag，Sn等)的磨損;對薄金鍍層起到封孔防腐的作用;隔離空氣中的腐蝕氣體對金屬的侵蝕;極大地減緩或消除微動(dòng)失效;滅弧、減少觸點(diǎn)電蝕;恢復(fù)失效觸點(diǎn)。2023/7/31第六章潤滑作用與潤滑劑5二、潤滑劑的定義和作用電觸點(diǎn)潤滑劑定義2023/7/31第六章潤滑作用與潤滑劑5二5電觸點(diǎn)潤滑劑與機(jī)械潤滑劑的區(qū)別工業(yè)用潤滑劑是降低摩擦、防止磨損，使兩接觸表面完全分隔開，不相互摩擦。電接觸潤滑劑在降低摩擦、防止磨損、防止表面腐蝕的同時(shí)，還要保持較低的接觸電阻。電觸點(diǎn)潤滑劑的特點(diǎn)絕大多數(shù)商用潤滑劑都是絕緣體。這意味著若潤滑劑很厚，在接觸壓力的作用下無法獲得金屬直接接觸，而處于完全潤滑狀態(tài)下，會(huì)使接觸電阻失效。所以只能在金屬界面間形成一層不完全薄膜，使滑動(dòng)在膜層和少量金屬間進(jìn)行，減少金屬的粘結(jié)機(jī)會(huì)，從而減少摩擦力和磨損，又能使接觸對間有一定的金屬接觸，保持較低的接觸電阻。2023/7/31第六章潤滑作用與潤滑劑6三、電觸點(diǎn)潤滑劑的特點(diǎn)電觸點(diǎn)潤滑劑與機(jī)械潤滑劑的區(qū)別2023/7/31第六章潤滑作6電觸點(diǎn)潤滑劑種類很多按形態(tài)分為：蠟狀、液體、半液體、固體、氣體潤滑劑。按組分分：無機(jī)物質(zhì)、有機(jī)物質(zhì)。電觸點(diǎn)潤滑劑的應(yīng)用目前用于接插件、開關(guān)上的主要是蠟狀、液體、半液體潤滑劑。用于電刷－集流環(huán)組之間的電接觸潤滑劑：固體顆粒材料為主。大電流和高速度滑動(dòng)接觸上的應(yīng)用：氣體潤滑劑。沒有萬能潤滑劑

由于潤滑材料的潤滑機(jī)制不相同，滑動(dòng)接觸點(diǎn)的類型很多，其經(jīng)受的壓力、電流、接觸材料表面狀態(tài)及所處的環(huán)境的不同，對于不同的應(yīng)用場合，必然有適應(yīng)各自特點(diǎn)的潤滑劑。使用潤滑劑時(shí)應(yīng)特別注意其所受的條件限制，否則可能適得其反，增加接觸故障機(jī)會(huì)。2023/7/31第六章潤滑作用與潤滑劑7四、電觸點(diǎn)潤滑劑的分類電觸點(diǎn)潤滑劑種類很多2023/7/31第六章潤滑作用與潤滑劑7一、

潤滑狀態(tài)潤滑目的：

在摩擦表面形成低剪切強(qiáng)度的潤滑膜，用它來減少摩擦阻力和降低材料磨損潤滑狀態(tài)

根據(jù)潤滑膜的形成原理和特征，潤滑狀態(tài)可以分為：流體動(dòng)壓潤滑流體靜壓潤滑彈性流體動(dòng)壓潤滑邊界潤滑

干摩擦狀態(tài)2023/7/31第六章潤滑作用與潤滑劑8第二節(jié)潤滑狀態(tài)與潤滑機(jī)理一、潤滑狀態(tài)2023/7/31第六章潤滑作用與潤滑劑8第二8圖1膜厚度與摩擦表面粗糙度各種潤滑狀態(tài)的潤滑膜厚度和粗糙度單分子吸附層邊界膜彈流膜液體潤滑膜研磨表面均方根值粗加工表面均方根值110-110-210-310102膜厚度(m)只有當(dāng)潤滑膜厚度足以超過兩表面的粗糙峰高度時(shí)，才有可能完全避免峰點(diǎn)接觸而實(shí)現(xiàn)全膜流體潤滑一、

潤滑狀態(tài)9圖1膜厚度與摩擦表面粗糙度各種潤滑狀態(tài)的潤滑膜厚度和粗糙表1各種潤滑狀態(tài)的基本特征潤滑狀態(tài)典型膜厚（m）潤滑膜形成方法應(yīng)用流體動(dòng)壓潤滑1~100由摩擦表面的相對運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的動(dòng)壓效應(yīng)或擠壓效應(yīng)形成流體潤滑膜中高速下的面接觸摩擦副，如滑動(dòng)軸承流體靜壓潤滑1~100通過外界壓力將流體送到摩擦表面之間，強(qiáng)制地形成潤滑膜所有速度下的面接觸摩擦副，如滑動(dòng)軸承、導(dǎo)軌等彈性流體動(dòng)壓潤滑0.1~1與流體動(dòng)壓潤滑相同中高速度下的點(diǎn)線接觸摩擦副，如齒輪、滾動(dòng)軸承等邊界潤滑10-3~510-2潤滑油中的成分與金屬表面產(chǎn)生物理化學(xué)作用而形成潤滑膜低速度或者重載荷條件下的摩擦副干摩擦狀態(tài)10-3~10-2(氧化膜厚）無潤滑或自潤滑的摩擦副10表1各種潤滑狀態(tài)的基本特征潤滑狀態(tài)典型膜厚潤滑膜形成方法應(yīng)根據(jù)潤滑膜厚度鑒別潤滑狀態(tài)的辦法是可靠的，但由于測量上的困難，往往不便采用。可以用摩擦系數(shù)值作為判別各種潤滑狀態(tài)的依據(jù)0.0050.050.550.010.01110摩擦系數(shù)μ純凈金屬氧化膜邊界潤滑邊界潤滑和流體潤滑流體潤滑11根據(jù)潤滑膜厚度鑒別潤滑狀態(tài)的辦法是可靠的，但由于測量上的困難摩擦特性曲線:vs.n/p磨損曲線:vs.F工況參數(shù)的改變可能導(dǎo)致潤滑狀態(tài)的轉(zhuǎn)化：潤滑油粘度；n：滑動(dòng)速度；p：單位面積載荷12摩擦特性曲線:vs.n/p磨損曲線:vs.二、

潤滑狀態(tài)下的摩擦力和摩擦系數(shù)摩擦力

F=3A2m+(1-3)A2f=3Fm+(1-3)FfFm，切斷金屬粘結(jié)處的剪力；Ff，克服膜層間摩擦所需的剪力；3

＝A3/A2A3，實(shí)際金屬接觸面積；A2，減壓后接觸面積。摩擦系數(shù)

＝F/P=3

m+(1-3

)fm，清潔金屬間滑動(dòng)的摩擦系數(shù)；f，膜層間滑動(dòng)的摩擦系數(shù)；2023/7/31第六章潤滑作用與潤滑劑13二、潤滑狀態(tài)下的摩擦力和摩擦系數(shù)摩擦力 2023/7/3113完全潤滑發(fā)生條件：滑動(dòng)實(shí)際上在膜層之間進(jìn)行，膜層比表面粗糙度的高峰要大的多。經(jīng)實(shí)驗(yàn)測定，h/σ>5，h，膜厚；σ，表面微觀峰與谷間距離的均方差。當(dāng)3=0，=f；即接觸界面覆蓋著膜層。由于金屬之間沒有接觸，摩擦力非常小，處于完全潤滑狀態(tài)。應(yīng)用：機(jī)械中所用流動(dòng)動(dòng)壓潤滑或流動(dòng)靜壓潤滑的軸承大多數(shù)屬于這種情況膜層厚，接觸點(diǎn)被抬起來，膜層又多為絕緣材料，雖摩擦和磨損都非常小，但在電接觸中無法應(yīng)用。邊界潤滑發(fā)生條件：

h/<1，膜層厚度比表面峰谷間距離的均方差為小。當(dāng)30，m>>f；此時(shí)金屬之間部分接觸，對于導(dǎo)電性沒有明顯影響，但摩擦力和磨損卻大大減少。在滑動(dòng)電接觸中，這種既有金屬接觸又有潤滑劑介入其中的狀態(tài)稱之為邊界潤滑。2023/7/31第六章潤滑作用與潤滑劑14三、電觸點(diǎn)的潤滑狀態(tài)完全潤滑2023/7/31第六章潤滑作用與潤滑劑14三、電觸14摩擦系數(shù)與磨損有關(guān)摩擦系數(shù)與實(shí)際粘結(jié)的面積成正比，即與粘結(jié)的等效圓半徑a的平方成正比，而磨損顆粒（假定是球形）則與等效圓的立方成正比。上述兩項(xiàng)寫成數(shù)字式子，則為：a2；Va33/2例：假若涂潤滑劑后的摩擦系數(shù)降為涂前（即完全為金屬接觸）摩擦系數(shù)的1/3，則涂后磨損顆粒的體積將減小到涂前磨粒體積的1/5，磨損將大大減小。2023/7/31第六章潤滑作用與潤滑劑15二、電觸點(diǎn)的潤滑狀態(tài)摩擦系數(shù)與磨損有關(guān)2023/7/31第六章潤滑作用與潤滑劑115邊界潤滑膜定義

邊界潤滑狀態(tài)的特征是在摩擦表面上生成一層與介質(zhì)性質(zhì)不同的薄膜，其厚度一般處在0.1m以下，統(tǒng)稱為表面膜或邊界膜邊界潤滑膜的種類吸附膜物理吸附膜化學(xué)吸附膜化學(xué)反應(yīng)膜它們對于摩擦磨損中出現(xiàn)的粘著效應(yīng)(adhesion)和犁溝效應(yīng)(ploughing)具有不同作用。

三、

邊界潤滑與表面膜16邊界潤滑膜定義三、邊界潤滑與表面膜16物理吸附膜(極性分子與金屬表面吸引)，溫度對其影響較大，發(fā)生脫附、亂向、破壞，適于常溫、輕載、低速下工作化學(xué)吸附膜(極性分子靠分子鍵與金屬表面形成化學(xué)吸附)，吸附強(qiáng)度較高、穩(wěn)定性好，適于中等載荷、速度、溫度下工作化學(xué)反應(yīng)膜(添加劑與金屬化學(xué)反應(yīng)生成的膜)，形成的金屬鹽具有較高的熔點(diǎn)和較低的剪切強(qiáng)度，穩(wěn)定性較好，適于重載、高速和高溫下工作2023/7/31第六章潤滑作用與潤滑劑17三、

邊界潤滑與表面膜物理吸附膜(極性分子與金屬表面吸引)，溫度對其影響較大，發(fā)生17表面吸附膜的形成及特性吸附現(xiàn)象與吸附膜潤滑油中常含有少量的極性物質(zhì)，如含1~2%的脂肪酸CnH2n+1COOH，它是長鏈型分子結(jié)構(gòu)。分子的一端COOH稱為極性團(tuán)。整個(gè)分子可用直線和圓圈表示。圓圈表示極性團(tuán)。極性團(tuán)具有化學(xué)活性，依靠分子或原子間的吸引力可以牢固地吸附在金屬表面，形成分層定向排列的分子?xùn)?，這種吸附稱為物理吸附長鏈結(jié)構(gòu)的碳?xì)浠衔锒季哂形锢砦侥芰Γ锢砦搅Ρ容^弱，并且物理吸附膜的形成是可逆的吸附膜通常由3~4層分子組成，每層分子緊密排列，依靠分子的內(nèi)聚力使分子?xùn)啪哂幸欢ǖ某休d能力2023/7/31第六章潤滑作用與潤滑劑18三、

邊界潤滑與表面膜CCCCOHOHHHHHHH脂肪酸分子結(jié)構(gòu)吸附膜結(jié)構(gòu)極性分子表面吸附膜的形成及特性2023/7/31第六章潤滑作用與潤滑181919當(dāng)表面溫度較高時(shí)，極性分子能與表面金屬形成金屬皂（例如CnH2n+1COOM，它也是極性分子，依靠化學(xué)的結(jié)合被吸附在金屬表面形成分子?xùn)牛@種吸附稱為化學(xué)吸附。金屬皂膜的熔點(diǎn)比純脂肪酸高，熱穩(wěn)定性好，化學(xué)吸附膜的形成是不可逆的，并且具有較低的摩擦系數(shù)。與物理吸附膜比較，化學(xué)吸附膜可以在較高的載荷、速度和溫度的條件下工作。單位金屬表面積上所吸附的分子數(shù)量稱為比吸附，它是吸附能力的量度。比吸附隨極性分子在基液內(nèi)的濃度增加而增大，各種極性分子都具有最大的吸附量，稱為飽和吸附量潤滑油與金屬表面形成吸附膜的能力以及吸附膜的強(qiáng)度統(tǒng)稱為油性。油性是一個(gè)綜合指標(biāo)，它同時(shí)與潤滑油和金屬表面的性質(zhì)和狀況相關(guān)2023/7/31第六章潤滑作用與潤滑劑20三、

邊界潤滑與表面膜當(dāng)表面溫度較高時(shí)，極性分子能與表面金屬形成金屬皂（例如CnH20吸附膜的結(jié)構(gòu)及特性在吸附膜中的極性分子相互平行并都垂直于摩擦表面。這種排列方式可以滿足被吸附的分子數(shù)達(dá)到最多。滑動(dòng)時(shí)，在摩擦力作用下，被吸附的分子將傾斜和彎曲，因而吸附膜之間的摩擦系數(shù)較低，并有效地防止兩摩擦表面的直接接觸。分子鏈越長，吸附膜越厚，兩摩擦表面被隔得越開。在一般情況下，邊界潤滑的摩擦系數(shù)隨極性分子鏈長的增加而降低，并趨于一個(gè)穩(wěn)定值。極性分子的鏈長決定于分子中的碳原子數(shù)，因此隨著極性分子中的碳原子數(shù)增加，摩擦系數(shù)降低。吸附膜中的分子形成分層定向排列的結(jié)構(gòu)，同一層分子保持一個(gè)獨(dú)立的整體，能夠支承載荷，而各層之間形成易于滑動(dòng)的平面。所以，邊界摩擦是各個(gè)吸附分子層之間的摩擦，而邊界潤滑狀態(tài)下吸附膜的滑動(dòng)速度沿膜厚方向的變化是階梯式2023/7/31第六章潤滑作用與潤滑劑21三、

邊界潤滑與表面膜吸附膜的結(jié)構(gòu)及特性2023/7/31第六章潤滑作用與潤滑劑221邊界潤滑的效果與潤滑油量密切相關(guān)吸附膜覆蓋摩擦表面將使表面的自由能減少。當(dāng)潤滑油量很少時(shí)，首先在整個(gè)表面上形成單分子吸附層，使表面自由能達(dá)到最低。隨后，油量增加吸附膜厚度均勻增加。2023/7/31第六章潤滑作用與潤滑劑22三、

邊界潤滑與表面膜ABC潤滑油量在A~C之間：粗糙峰頂處的油膜厚度維持不變，而摩擦只發(fā)生在峰頂，所以油量不影響摩擦系數(shù)的數(shù)值；一旦峰頂?shù)挠湍て茐模骞鹊挠鸵揽孔杂赡軠p少的趨勢迅速補(bǔ)充峰頂，使峰頂油膜得到恢復(fù)。油量只能達(dá)到A或更少時(shí)：由于油膜很薄難以流動(dòng)，峰頂油膜破壞后得不到補(bǔ)充油量，于是產(chǎn)生干摩擦油量超過C后：摩擦系數(shù)不穩(wěn)定邊界潤滑的效果與潤滑油量密切相關(guān)2023/7/31第六章潤滑22化學(xué)反應(yīng)膜潤滑劑中的某些成分與金屬表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而生成反應(yīng)膜?；瘜W(xué)反應(yīng)膜比吸附膜穩(wěn)定得多，并具有高熔點(diǎn)和低剪切強(qiáng)度，摩擦系數(shù)保持在0.1~0.25之間。良好的潤滑效果要求反應(yīng)膜有一定的厚度，通常化學(xué)反應(yīng)膜厚度為10~100?。反應(yīng)膜的形成是不可逆的。但在摩擦過程中，反應(yīng)膜不斷地被磨損又不斷的生成，因而它的潤滑效果取決于這兩種過程的動(dòng)態(tài)平衡。如果反應(yīng)膜破壞后不能及時(shí)生成新膜，則潤滑效果將喪失?；瘜W(xué)反應(yīng)膜的作用還取決于膜的連接強(qiáng)度，只有當(dāng)反應(yīng)膜與母體金屬連接牢固時(shí)才能起保護(hù)金屬的作用。否則，反應(yīng)膜反而加劇磨損2023/7/31第六章潤滑作用與潤滑劑23三、

邊界潤滑與表面膜化學(xué)反應(yīng)膜2023/7/31第六章潤滑作用與潤滑劑23三、23邊界潤滑的特性總承載能力：兩摩擦表面相互滑動(dòng)時(shí)的摩擦力：混合潤滑狀態(tài)的摩擦系數(shù)當(dāng)邊界潤滑效果良好時(shí)，摩擦系數(shù)決定于邊界膜的剪切強(qiáng)度2023/7/31第六章潤滑作用與潤滑劑24三、

邊界潤滑與表面膜ABCSBA：粗糙峰因接觸壓力較大導(dǎo)致邊界膜破裂，產(chǎn)生兩金屬表面直接接觸B：邊界潤滑；主要承載面積C：粗糙峰之間形成的油腔；邊界膜彼此不接觸，承受的載荷很小S：油膜潤滑部分。由于兩表面距離很近，運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生流體動(dòng)壓或擠壓效應(yīng)而承受一部分載荷邊界潤滑的特性2023/7/31第六章潤滑作用與潤滑劑24三24影響邊界膜性能的因素滑動(dòng)速度：在平穩(wěn)的摩擦狀態(tài)下，邊界潤滑的摩擦系數(shù)一般不隨滑動(dòng)速度改變而保持一定的數(shù)值。在由靜摩擦向動(dòng)摩擦轉(zhuǎn)變過程中，吸附膜的摩擦系數(shù)隨滑動(dòng)速度增加而下降，然后達(dá)到一定數(shù)值。化學(xué)反應(yīng)膜的摩擦系數(shù)隨速度的升高而增加，然后趨于一定數(shù)值。載荷：在通常的載荷范圍內(nèi)，吸附膜的摩擦系數(shù)不因載荷不同而變化。若載荷很高吸附膜發(fā)生破裂時(shí)，摩擦系數(shù)將急劇升高。溫度：各種吸附膜只能在一定的溫度范圍內(nèi)正常工作。超過臨界溫度，吸附膜將發(fā)生失向、軟化或解附而導(dǎo)致潤滑失效2023/7/31第六章潤滑作用與潤滑劑25三、

邊界潤滑與表面膜影響邊界膜性能的因素2023/7/31第六章潤滑作用與潤滑劑25一、蠟狀潤滑劑的作用在金屬表面覆蓋一層薄的蠟，減少金屬微峰粘結(jié)率；使金屬與外界氣體相隔離，堵塞了金屬的微孔隙，降低金屬的腐蝕生成率。2023/7/31第六章潤滑作用與潤滑劑26第三節(jié)蠟狀潤滑劑一、蠟狀潤滑劑的作用2023/7/31第六章潤滑作用與潤滑劑26

蠟狀潤滑劑熔點(diǎn)較低，在使用時(shí)應(yīng)注意其熔化溫度。經(jīng)典例子：蠟狀物：16烷酸＋接觸對：Cd—Cd.滑動(dòng)表面.溫度<60℃,摩擦系數(shù)μ較低μ<0.1；溫度>60℃,蠟狀物開始熔化,液體范圍逐漸擴(kuò)大,在金屬表面附著力減弱,金屬微峰間粘結(jié)加強(qiáng),導(dǎo)致μ迅速上升,μ>0.5溫度超過105℃,μ出現(xiàn)不規(guī)則現(xiàn)象，潤滑蠟狀物全熔化。Stick-ship狀態(tài)。μ>0.5，伴隨非常高的金屬轉(zhuǎn)移。.降低溫度，表面形成了十六烷酸與鎘的皂狀物質(zhì)，溫度降至105℃時(shí)皂化物質(zhì)固化。μ降至原來的數(shù)值，但曲線并不對稱。由此可見，蠟狀潤滑劑一旦熔化，摩擦系數(shù)也隨之變化。2023/7/31第六章潤滑作用與潤滑劑27二、蠟狀潤滑劑的特性蠟狀潤滑劑熔點(diǎn)較低，在使用時(shí)應(yīng)注意其熔化溫度。2023/727飽和碳鏈+極性基.蠟狀潤滑劑如具有飽和碳鏈結(jié)構(gòu)，同時(shí)又有極性基(OH-)，則在滑動(dòng)電接觸情況下，效果較好。如長碳?xì)滏湹拇及?CnH2n+1OH)，烷胺的氯化氫鹽。這是因?yàn)轱柡吞兼準(zhǔn)鞘杷糠?，不?huì)吸水，具有隔離水的作用，碳鏈越長，效果越好，水分子越難沿分子間隙與金屬表面相接觸。而極性基團(tuán)對金屬原子有吸引力，涂在金屬表面上附著力強(qiáng)，所以可用于粗糙度低的金屬表面。2023/7/31第六章潤滑作用與潤滑劑28二、蠟狀潤滑劑的特性飽和碳鏈+極性基.2023/7/31第六章潤滑作用與潤滑劑228單純飽和碳?xì)滏溗鼈兎肿娱g結(jié)合力小，摩擦系數(shù)很小，相互易滑動(dòng)，但由于是中性分子，在金屬上吸附力不如前者，需要粗糙的表面貯有，以免在滑動(dòng)時(shí)被推走。所以粗糙表面上的谷深部分實(shí)際上是潤滑材料的倉庫?；瑒?dòng)時(shí)，高峰將潤滑劑從谷中挖出涂覆在金屬接觸面上。如石蠟。Antler試驗(yàn)： ⑴粗糙表面涂蠟狀潤滑劑，單向滑動(dòng)，潤滑劑被挖空，摩擦系數(shù)接近金屬之間的摩擦系數(shù)。 ⑵往復(fù)滑動(dòng)，挖出潤滑劑后又推進(jìn)谷中，可長期使用。 結(jié)論：光滑表面谷淺，潤滑劑被推到一處堆積起來，很難持久保持。對中性蠟，觸點(diǎn)表面粗糙度應(yīng)大于0.3~0.4μm為宜。對于極性蠟，則粗糙度可以降低。2023/7/31第六章潤滑作用與潤滑劑29二、蠟狀潤滑劑的特性單純飽和碳?xì)滏?023/7/31第六章潤滑作用與潤滑劑29二29金屬間的直接接觸導(dǎo)電蠟狀物質(zhì)都是絕緣材料，在金屬表面形成一絕緣層。由于實(shí)際上峰頂間接觸，蠟狀物很軟，峰頂處受壓力大時(shí)，便把蠟擠到周圍間隙去了，因此形成了金屬間的直接接觸導(dǎo)電。隧道效應(yīng)導(dǎo)電另一種情況，壓力增加后，接觸處仍保留單分子層厚的潤滑劑，但長鏈部分被壓倒伏了，倒伏下來的單分子層只有5~10?厚，可通過隧道效應(yīng)導(dǎo)電，其阻值與金屬間直接接觸相差無幾。2023/7/31第六章潤滑作用與潤滑劑30三、蠟狀潤滑劑的導(dǎo)電機(jī)理金屬間的直接接觸導(dǎo)電2023/7/31第六章潤滑作用與潤滑劑30最低的臨界壓力蠟狀潤滑劑都是絕緣材料，接觸壓力過小無法擠開潤滑劑并使分子倒伏，而造成接觸狀態(tài)的不穩(wěn)定。通常把潤滑劑溶于溶劑(1~4%)，再浸涂觸點(diǎn)，干燥后而得較薄的潤滑劑膜。最大的通過電流電流超過此臨界值，蠟狀潤滑劑熔化成液體，摩擦系數(shù)增加。潤滑劑不應(yīng)有無機(jī)鹽或其他硬性絕緣顆?；祀s在內(nèi)，否則容易造成腐蝕和接觸不良。2023/7/31第六章潤滑作用與潤滑劑31四、蠟狀潤滑劑的使用注意事項(xiàng)最低的臨界壓力2023/7/31第六章潤滑作用與潤滑劑31四31蠟狀潤滑劑處于邊界潤滑狀態(tài)，總有一部分金屬表面未覆蓋潤滑劑，不宜作防蝕涂料。蠟狀潤滑劑（中性，介電常數(shù)ε=2.2～2.3）較低，在灰塵大的場合比液體潤滑劑吸灰少，這是它的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。粗糙度有利于儲存潤滑劑，但導(dǎo)致微孔增加，目前趨勢是提高表面光潔度，減少微孔，故限制了蠟狀潤滑劑的應(yīng)用。2023/7/31第六章潤滑作用與潤滑劑32四、蠟狀潤滑劑的使用注意事項(xiàng)蠟狀潤滑劑處于邊界潤滑狀態(tài)，總有一部分金屬表面未覆蓋潤滑劑，32一、液體潤滑劑的使用要求

應(yīng)用于連接器觸點(diǎn)的液體潤滑劑一般總是很薄的，其厚度大約為10～1,000μg/cm2，這取決于潤滑劑的密度和觸點(diǎn)表面的粗糙度。潤滑劑的厚度很薄時(shí)，一般是透明而無顏色的，通常并不可見。潤滑觸點(diǎn)的滑動(dòng)大多在彈性動(dòng)力學(xué)范圍內(nèi)：既要考慮邊界效應(yīng)，又要考慮控制潤滑性能的總體特性，如粘度。低揮發(fā)性。熱穩(wěn)定性和抗氧化性要好，尤其是在高溫下使用時(shí)。為了增加潤滑劑的穩(wěn)定性，有時(shí)需要加抗氧化的添加劑。2023/7/31第六章潤滑作用與潤滑劑33第四節(jié)液體潤滑劑和半液體潤滑劑一、液體潤滑劑的使用要求2023/7/31第六章潤滑作用與潤33表面張力。薄液體潤滑劑具有流動(dòng)性，最終它會(huì)從觸點(diǎn)表面上消失。液體的流動(dòng)性受其粘度的影響。潤滑劑不應(yīng)和觸點(diǎn)材料發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生難處理的固體殘留物。有些觸點(diǎn)材料，特別是Cu將促進(jìn)潤滑劑的降級潤滑劑應(yīng)是非吸濕性的。因?yàn)槲鼭裥詽櫥瑒┚哂袑?dǎo)電性，將造成臨近觸點(diǎn)之間的腐蝕。潤滑劑應(yīng)具有分散觸點(diǎn)表面上不需要的污染物，如磨屑和塵土。無毒價(jià)格2023/7/31第六章潤滑作用與潤滑劑34一、液體潤滑劑的使用要求表面張力。薄液體潤滑劑具有流動(dòng)性，最終它會(huì)從觸點(diǎn)表面上消失。34液體潤滑劑在觸點(diǎn)表面的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分布情況直接影響它對觸點(diǎn)的防腐和減磨性能，主要受以下幾個(gè)因素的影響：表面張力；接觸角；粘度；介電常數(shù)。其中表面張力和接觸角影響潤滑劑的鋪展能力；粘度影響其鋪展速度；介電常數(shù)影響其吸灰能力。2023/7/31第六章潤滑作用與潤滑劑35二、影響液體潤滑劑在觸點(diǎn)表面的作用的因素液體潤滑劑在觸點(diǎn)表面的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)分布情況直接影響它對觸點(diǎn)的防35二、影響液體潤滑劑在觸點(diǎn)表面的作用的因素液體潤滑劑的鋪展能S：潤滑劑的重要特性之一，取決于液體表面張力和接觸角，其表達(dá)式為 sa是固體在空氣中的表面能（表面張力）； la是液體在空氣中的表面能； sl是固體-液體界面的表面能。對于所有的潤滑劑，la很小，而sa>sl

。2023/7/31第六章潤滑作用與潤滑劑36二、影響液體潤滑劑在觸點(diǎn)表面的作用的因素液體潤滑劑的鋪展能S36當(dāng)S>0時(shí)，液體在固體表面鋪展開，稱為潤滑劑潤濕固體表面。對于非極性油，S

>>0，它們在金屬表面以很小的接觸角很快地鋪展，鋪展速度和潤滑劑的粘度成反比。通常，非極性潤滑劑在金屬表面完全鋪展開，靜態(tài)覆蓋性好，防腐性好。對于極性油，分子的極性基與金屬反應(yīng)形成化學(xué)吸附，當(dāng)油滴變平鋪展時(shí)，油滴周圍形成單分子層，它阻擋了液體的繼續(xù)鋪展。2023/7/31第六章潤滑作用與潤滑劑37二、影響液體潤滑劑在觸點(diǎn)表面的分布的因素當(dāng)S>0時(shí)，液體在固體表面鋪展開，稱為潤滑劑潤濕固體表面。237二、影響液體潤滑劑在觸點(diǎn)表面的作用的因素假如由這個(gè)單分子層造成的表面能減少了，如圖所示，則油滴平衡時(shí)，有式中，為極性分子的阻擋能， ，接觸角，為液體－固體界面與 液體表面之間的切線夾角， 它表示對固體濕潤程度。0o時(shí)，潤滑劑完全鋪展在接觸表面上，覆蓋性好，使空氣和金屬間完全隔離開，但鋪展太大，液體易揮發(fā)。180o時(shí)，潤滑劑液滴收縮成球狀，容易流走；所以在0～180o之間。2023/7/31第六章潤滑作用與潤滑劑38二、影響液體潤滑劑在觸點(diǎn)表面的作用的因素假如由這個(gè)單分子層造38三、潤滑劑對灰塵的吸附能力潤滑劑對灰塵的吸附能力F：它和介電常數(shù)之間滿足以下關(guān)系：式中，Q為塵土顆粒所帶的電荷量； 0為空氣的介電常數(shù)，

1為潤滑劑的介電常數(shù)，

d0為塵土至潤滑劑的距離，

d為潤滑劑的厚度。

1越大，吸附力F也越大，潤滑表面的自然積塵也越多，但同時(shí)潤滑劑也具有較大的懸浮能力和較高的流動(dòng)性，從而可將塵土從接觸點(diǎn)推走，減少塵土造成故障的幾率。2023/7/31第六章潤滑作用與潤滑劑39三、潤滑劑對灰塵的吸附能力潤滑劑對灰塵的吸附能力F：202339液體潤滑劑的厚度應(yīng)適中。厚度太薄，雖可減少灰塵吸附，但灰塵也不能懸浮，另外，潤滑劑太薄，在金屬表面覆蓋得少，金屬容易腐蝕。油膜最薄不低于0.1mg/cm2,潤滑劑厚度太厚，接觸表面全部覆蓋著潤滑劑而沒有直接的金屬接觸，使接觸電阻升高。液體潤滑劑的附著能力與接觸面的粗糙度關(guān)系不大，故適用于光滑接觸表面，是目前為止應(yīng)