在線測(cè)量潤(rùn)滑界面摩擦化學(xué)性能的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種實(shí)驗(yàn)方法，尤其涉及一種在線測(cè)量潤(rùn)滑界面摩擦化學(xué)性能的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]界面現(xiàn)象與自然界密切相關(guān)，界面研宄與許多物理化學(xué)問題聯(lián)系緊密，界面研宄被運(yùn)用在在材料科學(xué)、物理化學(xué)、分析化學(xué)、高分子化學(xué)、環(huán)境保護(hù)和石油化工等領(lǐng)域。摩擦過程中形成的潤(rùn)滑界面，對(duì)于整個(gè)摩擦過程發(fā)生的化學(xué)變化研宄有著重要的分析意義。目前對(duì)于潤(rùn)滑界面的在線測(cè)量，主要有干涉法測(cè)膜厚、在線紅外、在線拉曼等研宄方法，干涉法測(cè)膜厚只能夠了解氣液界面和固液界面的宏觀性質(zhì)，但是得不到它們的微觀分子信息；在線紅外和在線拉曼對(duì)于樣品制備及信號(hào)增強(qiáng)要求很高，且很難忽略體相分子的影響，當(dāng)體系涉及到水分子或當(dāng)體系處于極端環(huán)境(高壓、高溫)條件下時(shí)，就限制了這些手段的運(yùn)用。和頻振動(dòng)光譜(SFG-VS)作為非線性光學(xué)手段，具有特有的界面選擇性和界面敏感性，能夠準(zhǔn)確捕捉到界面分子信號(hào)，適合界面分子研宄。利用和頻振動(dòng)光譜技術(shù)進(jìn)行潤(rùn)滑界面和頻信號(hào)的在線測(cè)量，能夠有效分析潤(rùn)滑界面微觀分子在摩擦過程中的變化，進(jìn)而研宄潤(rùn)滑界面的摩擦化學(xué)性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]有鑒于此，確有必要提供一種在線測(cè)量潤(rùn)滑界面摩擦化學(xué)性能的方法。
[0004]一種在線測(cè)量潤(rùn)滑界面摩擦化學(xué)性能的方法，其包括以下步驟:提供一潤(rùn)滑界面和頻信號(hào)測(cè)量裝置，該潤(rùn)滑界面和頻信號(hào)測(cè)量裝置中球與棱鏡的一個(gè)直角面形成一對(duì)摩擦副；和頻系統(tǒng)的兩束光分別從棱鏡的另一個(gè)直角面入射，經(jīng)折射后會(huì)聚于棱鏡和球的接觸點(diǎn)，從而產(chǎn)生和頻光；所述和頻光經(jīng)所述棱鏡斜表面折射和后續(xù)反射鏡反射后進(jìn)入單色儀，用于分析摩擦過程中產(chǎn)生的化學(xué)變化。
[0005]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明米用和頻振動(dòng)光譜方法，以紅外光和可見光為入射光，兩束光在潤(rùn)滑界面處重疊產(chǎn)生和頻信號(hào)，具有獨(dú)特的界面選擇性和界面單分子層靈敏性，利于分析測(cè)量信號(hào)得到界面分子信息。
【附圖說明】
[0006]圖1是本發(fā)明實(shí)施方式提供的潤(rùn)滑界面和頻信號(hào)的測(cè)量裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0007]圖2是本發(fā)明實(shí)施方式提供的潤(rùn)滑界面和頻信號(hào)的測(cè)量裝置部分結(jié)構(gòu)的主視圖。
[0008]圖3是本發(fā)明實(shí)施方式提供的潤(rùn)滑界面和頻信號(hào)的測(cè)量裝置部分結(jié)構(gòu)沿圖2中II1-1II線的剖面圖。
[0009]圖4是本發(fā)明實(shí)施方式提供的測(cè)量潤(rùn)滑界面和頻信號(hào)的實(shí)驗(yàn)原理圖。
[0010]主要元件符號(hào)說明
[0011]底座I
[0012]加載機(jī)構(gòu)3
[0013]載荷測(cè)量單元4
[0014]球5
[0015]球固定機(jī)構(gòu)6
[0016]球驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7
[0017]棱鏡8
[0018]潤(rùn)滑劑9
[0019]潤(rùn)滑界面和頻信號(hào)的測(cè)量裝置10
[0020]機(jī)架11
[0021]收容孔12
[0022]杠桿31
[0023]支撐體32
[0024]傳感器41
[0025]油杯61
[0026]軸承座62
[0027]軸承63
[0028]墊圈64
[0029]收容腔610
[0030]連接軸71
[0031]傳動(dòng)軸72
[0032]聯(lián)軸器73
[0033]電機(jī)74
[0034]如下【具體實(shí)施方式】將結(jié)合上述附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下面將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明提供的在線測(cè)量潤(rùn)滑界面摩擦化學(xué)性能的方法作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0036]請(qǐng)參閱圖1至圖3，潤(rùn)滑界面和頻信號(hào)測(cè)量裝置10包括:底座1、垂直位移調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(圖未示)、加載機(jī)構(gòu)3、載荷測(cè)量單元4、球5、球固定機(jī)構(gòu)6、球驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7、棱鏡(圖未示)、棱鏡位移調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)(圖未示)。所述垂直位移調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)置在所述底座I的下方；所述底座I包括一機(jī)架11，該機(jī)架11固定在所述底座I的下表面，所述加載機(jī)構(gòu)3固定在所述底座I的機(jī)架；所述載荷測(cè)量單元4固定在所述加載機(jī)構(gòu)3 ;所述球固定機(jī)構(gòu)6和球驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7固定在所述底座I。
[0037]所述底座I設(shè)置有收容孔12，該收容孔12由第一凹槽和第二凹槽組成，該第一凹槽和第二凹槽連通，用于放置所述球固定機(jī)構(gòu)6。該第一凹槽和第二凹槽的截面形狀可以為圓形、三角形、多邊形等。本實(shí)施例中，所述第一凹槽和第二凹槽的截面形狀分別為圓形，且第一凹槽的直徑比第二凹槽的直徑大，也就是說該收容孔12是一個(gè)沉孔，該沉孔用于放置所述球固定機(jī)構(gòu)6。
[0038]所述棱鏡位移調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括棱鏡架以及調(diào)節(jié)該棱鏡架位移的位移調(diào)整單元。所述棱鏡固定在所述棱鏡架，保證入射光從棱鏡的直角面射入，另一直角面為潤(rùn)滑界面，要保證潤(rùn)滑界面平行于水平面。所述棱鏡架固定在所述位移調(diào)整單元，該位移調(diào)整單元可以調(diào)整棱鏡架的位置，進(jìn)而調(diào)節(jié)所述棱鏡的位置，通過調(diào)節(jié)棱鏡的位置使所述棱鏡的底面即以直角面平行于水平面。
[0039]所述垂直位移調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)采用剪式升降臺(tái)，手動(dòng)帶動(dòng)平移臺(tái)升降，可以調(diào)節(jié)所述球5的垂直位移，實(shí)現(xiàn)所述球5與棱鏡的底面接觸。
[0040]所述球固定機(jī)構(gòu)6包括油杯61、軸承座62、軸承63以及墊圈64等。所述油杯61的形狀與所述底座I的收容孔12的形狀相匹配，且該油杯61相對(duì)于所述收容孔12可以上下移動(dòng)。該油杯61具有一收容腔610，該收容腔610用于放置所述軸承座62、軸承63以及墊圈64。本實(shí)施例中，所述油杯61的形狀與所述底座I的沉孔的形狀相匹配，即，該油杯61由第一圓柱體和第二圓柱體組成，該第一圓柱體具有一收容腔610，第二圓柱體與所述第一圓柱體一體成型。所述第一圓柱體設(shè)置于所述第一凹槽，第二圓柱體設(shè)置于所述第二凹槽，且該油杯61相對(duì)于所述沉孔可以上下移動(dòng)。
[0041]所述軸承座62設(shè)置在所述油杯61的收容腔610內(nèi)。所述軸承63包括三個(gè)陶瓷軸承，該三個(gè)陶瓷軸承在圓周方向上等角度并通過墊圈64設(shè)置在所述軸承座62。
[0042]所述球5設(shè)置在所述三個(gè)陶瓷軸承上，由該三個(gè)陶瓷軸承支撐。
[0043]所述球驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)7包括連接軸71、傳動(dòng)軸72、聯(lián)軸器73以及電機(jī)74。所述球5連接到連接軸71，該連接軸71連接到所述傳動(dòng)軸72，該傳動(dòng)軸72通過聯(lián)軸器73連接到所述電機(jī)74。在所述電機(jī)74的驅(qū)動(dòng)下，所述球5可以旋轉(zhuǎn)。
[0044]所述加載機(jī)構(gòu)3包括杠桿31和支撐體32。所述杠桿31通過所述支撐體33設(shè)置于所述底座I的機(jī)架11。
[0045]所述載荷測(cè)量單元4包括一傳感器41，該傳感器41設(shè)置于所述杠桿31的一端，且與所述油杯61的第二