孫輝 崔陽 王明偉 李明慧(huì)
(鞍山海華(huá)油脂化學有限公司)
摘 要:文章概述了國內研究潤滑脂流變性的測試方法,並進(jìn)行了(le)分析(xī)。希望通過文章的分析對未來利用流變儀研究潤滑脂流變學特性有所幫助。
關(guān)鍵詞:流變儀;潤滑脂;測試方法
引言
1928年,流變(biàn)學的奠基人(rén)賓漢根據古(gǔ)希臘(là)哲學家赫拉克利特“一(yī)切(qiē)皆流”,提出了“流變學”Rheology這一學科名[1]。流變學是研究材料變形與流動的一門科學。它主(zhǔ)要是從τ、ε、T、r′和t等方麵研究牛頓(dùn)流體和(hé)非牛頓流體[2]。本文概述了國(guó)內研究潤滑脂流變性的測試方法,並進行了分析。
1 國內流變儀使用描述
目前,國內研究潤(rùn)滑脂流變性使用的流變儀有:德國哈克150、RS6000、R/S流變儀,美國TA AR550、AR 2000ex流(liú)變儀,奧地利(lì)Anton Paar MCR301、302流變儀。
2 國內流變(biàn)試驗
設定剪(jiǎn)切應(yīng)力(lì)符號τ,剪切速率(lǜ)符號r′,溫度符(fú)號T,時間符號t,表觀(guān)粘度符號η,應變符號ε。
王曉力等[3],設定r′0.01s-1和r′0-500(1.5min)-500(2min)-0s-1(1.5min),分別測(cè)量9種(zhǒng)潤滑脂在15℃、30℃、50℃、70℃、90℃條件下的強度極限和τ值。
張國亮等,設定r′1000s-1,T5-80℃,t30min,測量5種複合潤滑脂穩定(dìng)性;r′4s-1-1500s-1-4s-1,取點間隔(gé)10s/點,測量複合潤滑脂屈服τ和η變(biàn)化。
徐楠等,設定r′0.01s-1和100s-1,測量(liàng)潤滑脂網絡結構(gòu)強度和體係穩定性。
史燕等,設定錐板間隙0.05mm,t600s,r′0-3000s-1,T25、50、75、100℃;r′0s-1-3000s-1-3000s-1(60s)-0s-1;錐板間隙0.05mm,t600s,T25℃,速度200、400、600、800、1000r/min;t600s,T25℃,r′為0-3000s-1,錐板間距0.05、0.1、0.2mm,分別測量鋰基脂(zhī)的黏度隨T的上升而(ér)下降;相同r′下黏度、τ、觸變環麵積增大;τ隨t增(zēng)大(dà)而減小;黏度(dù)隨r′的(de)增大逐漸減小。
吳迪等,設(shè)定r′0.001s-1-100s-1,結果表明:鋰基脂在高r′時,τ隨基礎油黏度(dù)的增加而減小。
李靜等[4],設定r′0.00001-10000s-1,T25℃,測量鋰基脂τ隨(suí)r′的增加而增加;T25℃,τ1-1000Pa,測(cè)量鋰基脂隨τ的增加η逐漸降低;瞬態試驗,T25℃,τ1-3000Pa,測量鋰基脂隨t的增(zēng)大ε增加。
姚立丹等[5],設(shè)定r′0.1-100s-1,T30-70℃、80-100℃、110-135℃、140-180℃,測量(liàng)鋰基脂的η在(zài)70-100℃、>135℃產(chǎn)生平台區;r′5s-1-50s-1-5s-1,T0-200℃,測量80℃左右鋰基(jī)脂的觸(chù)變環麵積Z大值。
米紅(hóng)英等[6],設定r′0.00001-100s-1,T80、120、150℃,測量(liàng)低速時複合稠化劑和基礎(chǔ)油(yóu)黏(nián)度高的潤滑脂η和(hé)τ較大。
張鋒(fēng)等,設定(dìng)r′0.1-100s-1,T20℃,測量含納米微粒鋰基脂的η隨納米微粒(lì)含量的增加(jiā)而增大。
周維貴等[7],設定(dìng)r′0.01~1000s-1,T25℃,測量隨稠化劑含量增加屈服τ增大;25℃時,r′2s-1-50s-1-2s-1,測量不同稠化劑含量的鋰基脂存在明顯的剪切變稀現象;恒定角速度10rad/s,T25℃,測(cè)量鋰(lǐ)基脂在低r′下結構破壞率與恢複率Z大。
吳寶傑等[8],程金山等,設定(dìng)r′0.01-100s-1,T80、120、150℃,測量複合鋰基脂在3種測試T下η隨r′的(de)增加逐漸降低。
毛菁菁等,設定τ1-10000Pa(25℃)、10-100000Pa(-40℃),測量損耗係數小(xiǎo)時複合鋰基脂脆性大,損耗係數大時複合(hé)鋰基(jī)脂更容易鋪展。
嶽利義等(děng)[9],設定r′0.08s-1-100s-1-0.08s-1,30個點,10s取1點。測量石(shí)蠟基基礎油潤滑(huá)脂皂份含量Z高,觸變安定性Z好。
沈鐵軍等,設定T25℃,r′0.08s-1-500s-1(1.5min)-500s-1(10min)-0.08s-1(1.5min),測量鋰(lǐ)鈣基脂隨(suí)靜態熱老化t的(de)延長(zhǎng),觸變環麵積逐漸增大;T25℃,恒定角頻率6.28rad/s,ε0.01-100%,測量經熱老化試驗後鋰-鈣基脂剪切變稀,結構穩定性變差;恒定r′500s-1,剪切t10min,然後固定ε0.03%,頻率(lǜ)1Hz,振動掃(sǎo)描10min,測量隨老化t延長儲能(néng)模量(liàng)逐漸(jiàn)減小。
劉建秀等,設定r′0.01s-1-1000s-1-1000s-1(200s),測量潤滑脂具有威森伯格效應(yīng);強(qiáng)迫振蕩(dàng),τ1Pa,頻(pín)率1Hz,持(chí)續500s,測量三種潤滑脂的恢(huī)複能力順(shùn)序,且恢複速率在前100s內Z快。
何燕等,設定T25℃、130℃,r′2s-1-50s-1-2s-1,測量3種(zhǒng)高溫脂η均隨r′的升高而降低;恒定角速度10rad/s,ε0.001-1%,T25℃、130℃,測量(liàng)高溫時3種高溫脂均更易從以彈性為主轉向以黏性為主。
周偉東等[10],設定T25℃,r′0~50s-1,測(cè)量添加T602的鋰基脂抗(kàng)剪切能(néng)力Z差,而長t靜置後(hòu)結構恢(huī)複能力Z強;T25℃,ε0.01-100%,測(cè)量加入增黏劑後鋰基基礎脂的彈性模量減小,形變增大。
3 分析
目前,國內建立了(le)潤滑脂旋轉穩態和震蕩動態流變(biàn)測試,研(yán)究潤滑(huá)脂的流變(biàn)性。在τ-T研究中,T集中在180℃及180℃以(yǐ)下,對大於180℃的τ隨T變化尚未見文獻報(bào)道;r′設定在0.00001-1000s-1之間,數值(zhí)設定差異較大;觸變(biàn)環麵積評價潤滑脂觸變性報道較多,r′範圍Z小2-50-2s-1,Z大0-3000-0s-1,T和保留t各不相同,但如何設定相應的r′、t,尚未(wèi)見相應的文獻(xiàn)報道;關於震蕩動態τ掃描測量潤滑脂流變性,有(yǒu)關參數設定的依據也尚未見文獻報道(dào)。
近年來,國內采用流變儀(yí)測量潤滑脂流變(biàn)學特性的(de)研究越來越引起研究人員的注意,並取得了一定(dìng)的成果。目前采用流變儀研究潤(rùn)滑脂流變學特性主要分為旋轉穩(wěn)態測試和震蕩(dàng)動態測試兩(liǎng)種,但測試條件各不相同,建立方法的依據也盡不相同,且依據不是很充分(fèn),絕大部分測試(shì)人員采用的是平行板試驗(yàn)。研(yán)究方法多在各自(zì)的特定條件(jiàn)下(xià)進行,與實際工況多有不(bú)符(fú),造(zào)成理論與實際應(yīng)用的差異(yì)。筆者認為,考察實際工作環境參數,轉換為流變參(cān)數,建立(lì)合適的潤滑脂(zhī)流變學(xué)測量(liàng)方法,是未來利用流變儀研究潤滑脂流(liú)變(biàn)學特性(xìng)的重(chóng)要方向(xiàng)。
參考文獻
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作者簡介:孫輝(1982,2-),男,籍貫:遼寧省鞍山市,現職稱:中(zhōng)級工程師,學曆:本科,研究方向:技術研發與售後服務。
來源:《科技創(chuàng)新與應(yīng)用》2017年(nián)15期