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分类。旋转摩擦学

 

使用盘上针式摩擦仪测量连续的斯特里贝克曲线

介绍。

当应用润滑来减少运动表面的磨损/摩擦时,界面上的润滑接触可以从几种制度中转变,如边界润滑、混合润滑和流体动力润滑。液膜的厚度在这一过程中起着重要作用,主要由液体粘度、界面上施加的载荷和两个表面之间的相对速度决定。润滑制度对摩擦的反应表现在所谓的Stribeck[1-4]曲线上。

在这项研究中,我们首次展示了测量连续斯特里贝克曲线的能力。使用 Nanovea 摩擦仪 先进的无级调速,从15000到0.01rpm,10分钟内软件直接提供完整的Stribeck曲线。简单的初始设置仅需要用户选择指数斜坡模式并输入初始和最终速度,而不必执行多次测试或以不同的速度编写逐步程序,从而需要传统 Stribeck 曲线测量的数据拼接。这一进步在整个润滑剂状态评估过程中提供了精确的数据,并大大减少了时间和成本。该测试显示了在不同工业工程应用中的巨大潜力。

 

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使用Nanovea T50摩擦仪对润滑性眼药水进行比较

测试眼药水解决方案的重要性

滴眼液用于缓解一系列眼睛问题引起的症状。例如,它们可以用来治疗轻微的眼睛刺激(如干燥和发红),推迟青光眼的发病或治疗感染。非处方销售的滴眼液主要用于治疗干燥。它们对眼睛的润滑效果可以用摩擦系数测试来比较和测量。
 
眼睛干涩可由多种因素引起,例如,电脑眼疲劳或在极端天气条件下的户外活动。良好的润滑性眼药水有助于维持和补充眼睛外表面的水分。这有助于缓解与干眼症有关的不适、灼热或刺激和发红。通过测量滴眼液的摩擦系数(COF),可以确定其润滑效率以及与其他溶液的比较情况。

测量目标

在这项研究中,使用Nanovea T50摩擦仪上的针盘设置测量了三种不同的润滑性眼药水的摩擦系数(COF)。

测试过程和程序

一个直径为6毫米的氧化铝制成的球面针被应用于玻璃载玻片上,每个眼药水作为两个表面之间的润滑剂。所有实验中使用的测试参数总结在下面的表1中。

结果和讨论

测试的三种不同眼药水的最大、最小和平均摩擦系数值列于表2。图2-4描述了每种眼药水的COF与转数的关系。每次测试中的COF在整个测试的大部分时间内保持相对稳定。样品A的平均COF最低,表明它具有最佳的润滑性能。

 

总结

在这项研究中,我们展示了Nanovea T50摩擦仪测量三种滴眼液的摩擦系数的能力。基于这些数值,我们表明样品A的摩擦系数较低,因此与其他两个样品相比,表现出更好的润滑性。

纳诺瓦 摩擦计 使用符合 ISO 和 ASTM 的旋转和线性模块提供精确且可重复的磨损和摩擦测试。它还在一个预集成系统中提供可选的高温磨损、润滑和摩擦腐蚀模块。这种多功能性使用户能够更好地模拟真实的应用环境,并提高对各种材料的磨损机制和摩擦学特性的基本了解。

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牛仔布的磨损

简介

织物的形式和功能是由其质量和耐久性决定的。织物的日常使用会造成材料的磨损,如起球、起毛和变色。用于服装的面料质量不合格,往往会导致消费者的不满和品牌受损。

试图对织物的机械性能进行量化可能会带来许多挑战。纱线结构,甚至生产工厂都可能导致测试结果的可重复性差。使得不同实验室的测试结果难以比较。测量织物的磨损性能对纺织品生产链中的制造商、分销商和零售商至关重要。一个控制良好、可重复的耐磨性测量对于确保织物的可靠质量控制至关重要。

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旋转和线性往复磨损(使用Nanovea摩擦计的综合研究)

磨损是由于相对表面的机械作用而导致表面上的材料去除和变形的过程。它受到多种因素的影响,包括单向滑动、滚动、速度、温度等。磨损、摩擦学的研究跨越许多学科,从物理和化学到机械工程和材料科学。磨损的复杂性质需要对特定的磨损机制或过程进行单独的研究,例如粘着磨损、磨料磨损、表面疲劳、微动磨损和冲蚀磨损。然而,“工业磨损”通常涉及协同发生的多种磨损机制。

线性往复和旋转(销盘上)磨损测试是两种广泛使用的符合 ASTM 标准的装置,用于测量材料的滑动磨损行为。由于任何磨损测试方法的磨损率值通常用于预测材料组合的相对排名,因此确认使用不同测试设置测量的磨损率的可重复性极其重要。这使用户能够仔细考虑文献中报告的磨损率值,这对于理解材料的摩擦学特性至关重要。

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用Nanovea摩擦仪进行木材磨损测试

比较木器漆的磨损和COF的重要性

数千年来,木材一直被用作房屋、家具和地板的建筑材料。它兼具自然美和耐用性,使其成为地板的理想选择。与地毯不同,硬木地板可以长时间保持其颜色,并且易于清洁和维护,但是,作为一种天然材料,大多数木地板都需要进行表面处理,以保护木材免受各种损坏,例如磨损和损坏。随着时间的推移而碎裂。在这项研究中,Nanovea 摩擦仪 用于测量磨损率和摩擦系数 (COF),以更好地了解三种木饰面的比较性能。

用于地板的木种的使用行为通常与它的耐磨性有关。不同种类的木材的单个细胞和纤维结构的变化导致了它们不同的机械和摩擦学行为。对作为地板材料的木材进行实际服务测试是很昂贵的,很难复制,而且需要很长的测试时间。因此,开发一种能够产生可靠的、可重复的、直接的简单磨损测试变得很有价值。

测量目标

在这项研究中,我们模拟并比较了三种木材的磨损行为,以展示Nanovea摩擦仪在受控和监测的情况下评估木材的摩擦学特性的能力。

讨论

样品描述。仿古桦木硬木有一个7层的氧化铝表面,提供日常的磨损和保护。Courtship Grey Oak和Santos Mahogany都是强化地板的类型,在表面处理和光泽度上有所不同。Courtship Grey Oak是石板灰的颜色,EIR表面处理,光泽度低。另一方面,桑托斯桃花心木是一种深酒红色,预处理,高光泽度,使表面划痕和缺陷更容易被隐藏。

三种木地板样品在磨损测试中的COF演变情况见图1。仿古桦木硬木、求爱灰橡和桑托斯桃花心木样品都显示出不同的COF行为。

从上图中可以看出,Antique Birch Hardwood是唯一在整个测试过程中表现出稳定的COF的样品。求爱灰橡树的COF急剧增加,然后逐渐减少,这可能表明样品的表面粗糙度在很大程度上促成了它的COF行为。随着样品的磨损,表面粗糙度下降,变得更加均匀,这解释了COF的下降,因为样品表面因机械磨损而变得更加光滑。桑托斯桃花心木的COF在测试开始时显示出平滑的逐渐增加的COF,然后突然过渡到一个不稳定的COF趋势。这可能表明,一旦层压板涂层开始磨损,钢球(反面材料)就会与木质基材接触,从而以更快的速度和湍流的方式磨损,在测试结束时产生更嘈杂的COF行为。

 

仿古桦木硬木。

求爱的灰橡树。

桑托斯桃花心木

表2总结了所有木地板样品在进行磨损测试后的磨损轨迹扫描和分析结果。每个样品的详细信息和图片可以在图2-7中看到。根据所有三个样品之间的磨损率比较,我们可以推断出桑托斯桃花心木被证明比其他两个样品的机械磨损弹性要差。仿古桦木硬木和求爱灰橡有非常相似的磨损率,尽管它们在测试期间的磨损行为有很大的不同。古董桦木硬木有一个渐进的、更均匀的磨损趋势,而宫廷灰橡树由于预先存在的表面纹理和表面处理,显示出一个浅的、有坑的磨损轨迹。

总结

在这项研究中,我们展示了Nanovea的摩擦仪在评估三种木材的摩擦系数和耐磨性方面的能力,即古桦木硬木、求爱灰橡树和桑托斯桃花心木在受控和监测的方式下。古代桦木硬木的卓越机械性能导致其更好的耐磨性。木材表面的纹理和均匀性对磨损行为起着重要作用。求爱灰橡树的表面纹理,如木材细胞纤维之间的缝隙或裂缝,可能成为磨损开始和传播的薄弱点。

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用摩擦学评估刹车片


评估防滑垫性能的重要性

刹车片是复合材料,是一种由多种成分组成的材料,必须能够满足大量的安全要求。理想的刹车片具有高摩擦系数(COF),低磨损率,最小的噪音,并在不同的环境下保持可靠。为了确保刹车片的质量能够满足其要求,摩擦学测试可以用来确定关键规格。


刹车片的可靠性被放在非常重要的位置;乘客的安全永远不应该被忽视。因此,复制操作条件并确定可能的故障点是关键。
与纳诺维亚 摩擦仪,在销、球或平面与不断移动的反向材料之间施加恒定负载。两种材料之间的摩擦力通过刚性称重传感器收集,从而可以收集不同负载和速度下的材料特性,并在高温、腐蚀性或液体环境中进行测试。



测量目标

在这项研究中,刹车片的摩擦系数是在从室温到700℃的持续升温环境下研究的。环境温度被就地提高,直到观察到刹车片的明显失效。一个热电偶被连接到针的背面,以测量滑动界面附近的温度。



测试过程和程序




结果和讨论

这项研究主要集中在刹车片开始失效的温度上。获得的COF并不代表现实生活中的数值;销轴的材料与刹车盘不一样。还应注意的是,收集的温度数据是销轴的温度,而不是滑动界面的温度。

 








在测试开始时(室温),SS440C销和刹车片之间的COF给出了一个稳定的值,大约为0.2。随着温度的升高,COF稳步上升,并在350°C附近达到了0.26的峰值。超过390°C,COF迅速开始下降。在450°C时,COF开始回升到0.2,但不久后开始下降到0.05的数值。


刹车片持续失效的温度被确定为500℃以上的温度。超过这个温度,COF就无法再保持0.2的起始COF。



总结




刹车片在超过500℃的温度下显示出一致的故障。其COF为0.2,慢慢上升到0.26的数值,然后在测试结束时(580℃)下降到0.05。0.05和0.2之间的差异是4倍。这意味着在580°C时的法向力必须比室温下的法向力大4倍,才能达到相同的停车力!这就是为什么在580°C时的法向力是4倍。


虽然不包括在这项研究中,Nanovea摩擦仪也能够进行测试,观察刹车片的另一个重要属性:磨损率。通过利用我们的3D非接触式轮廓仪,可以获得磨损轨迹的体积,以计算出样品的磨损速度。磨损测试可以在不同的测试条件和环境下用Nanovea摩擦仪进行,以最好地模拟操作条件。

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采用声发射监测的磨损测试玻璃

三种类型的玻璃(普通玻璃、Galaxy S3玻璃和蓝宝石涂层玻璃)的磨损行为在受控和监测的情况下使用Nanovea进行比较。 摩擦仪 装备了一个AE检测器。在这项研究中,我们想展示磨损过程中AE检测的应用以及它与摩擦系数(COF)演变的相关性。

采用声发射监测的磨损测试玻璃

保护性涂层的摩擦腐蚀磨损评估

使用Nanovea摩擦仪模拟了DLC涂层在不同类型钢铁基材上的摩擦腐蚀过程。在这项研究中,我们想展示的是,Nanovea 摩擦仪 配备有摩擦腐蚀模块,是评估用于磨损和腐蚀环境的保护性涂层性能的理想工具。

保护性涂层的摩擦腐蚀磨损评估