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

【發(fā)明內容】

[0003]有鑒于此，確有必要提供一種在線測量潤滑界面摩擦化學性能的方法。
[0004]一種在線測量潤滑界面摩擦化學性能的方法，其包括以下步驟:提供一潤滑界面和頻信號測量裝置，該潤滑界面和頻信號測量裝置中球與棱鏡的一個直角面形成一對摩擦副；和頻系統(tǒng)的兩束光分別從棱鏡的另一個直角面入射，經(jīng)折射后會聚于棱鏡和球的接觸點，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)反射鏡反射后進入單色儀，用于分析摩擦過程中產(chǎn)生的化學變化。
[0005]與現(xiàn)有技術相比較，本發(fā)明米用和頻振動光譜方法，以紅外光和可見光為入射光，兩束光在潤滑界面處重疊產(chǎn)生和頻信號，具有獨特的界面選擇性和界面單分子層靈敏性，利于分析測量信號得到界面分子信息。
【附圖說明】
[0006]圖1是本發(fā)明實施方式提供的潤滑界面和頻信號的測量裝置的立體結構示意圖。
[0007]圖2是本發(fā)明實施方式提供的潤滑界面和頻信號的測量裝置部分結構的主視圖。
[0008]圖3是本發(fā)明實施方式提供的潤滑界面和頻信號的測量裝置部分結構沿圖2中II1-1II線的剖面圖。
[0009]圖4是本發(fā)明實施方式提供的測量潤滑界面和頻信號的實驗原理圖。
[0010]主要元件符號說明
[0011]底座I
[0012]加載機構3
[0013]載荷測量單元4
[0014]球5
[0015]球固定機構6
[0016]球驅動機構7
[0017]棱鏡8
[0018]潤滑劑9
[0019]潤滑界面和頻信號的測量裝置10
[0020]機架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]傳動軸72
[0032]聯(lián)軸器73
[0033]電機74
[0034]如下【具體實施方式】將結合上述附圖進一步說明本發(fā)明。
【具體實施方式】
[0035]下面將結合附圖及具體實施例，對本發(fā)明提供的在線測量潤滑界面摩擦化學性能的方法作進一步的詳細說明。
[0036]請參閱圖1至圖3，潤滑界面和頻信號測量裝置10包括:底座1、垂直位移調節(jié)機構(圖未示)、加載機構3、載荷測量單元4、球5、球固定機構6、球驅動機構7、棱鏡(圖未示)、棱鏡位移調節(jié)機構(圖未示)。所述垂直位移調節(jié)機構設置在所述底座I的下方；所述底座I包括一機架11，該機架11固定在所述底座I的下表面，所述加載機構3固定在所述底座I的機架；所述載荷測量單元4固定在所述加載機構3 ;所述球固定機構6和球驅動機構7固定在所述底座I。
[0037]所述底座I設置有收容孔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構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是一個沉孔，該沉孔用于放置所述球固定機構6。
[0038]所述棱鏡位移調節(jié)機構包括棱鏡架以及調節(jié)該棱鏡架位移的位移調整單元。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，另一直角面為潤滑界面，要保證潤滑界面平行于水平面。所述棱鏡架固定在所述位移調整單元，該位移調整單元可以調整棱鏡架的位置，進而調節(jié)所述棱鏡的位置，通過調節(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]所述垂直位移調節(jié)機構采用剪式升降臺，手動帶動平移臺升降，可以調節(jié)所述球5的垂直位移，實現(xiàn)所述球5與棱鏡的底面接觸。
[0040]所述球固定機構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相對于所述收容孔12可以上下移動。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。所述第一圓柱體設置于所述第一凹槽，第二圓柱體設置于所述第二凹槽，且該油杯61相對于所述沉孔可以上下移動。
[0041]所述軸承座62設置在所述油杯61的收容腔610內。所述軸承63包括三個陶瓷軸承，該三個陶瓷軸承在圓周方向上等角度并通過墊圈64設置在所述軸承座62。
[0042]所述球5設置在所述三個陶瓷軸承上，由該三個陶瓷軸承支撐。
[0043]所述球驅動機構7包括連接軸71、傳動軸72、聯(lián)軸器73以及電機74。所述球5連接到連接軸71，該連接軸71連接到所述傳動軸72，該傳動軸72通過聯(lián)軸器73連接到所述電機74。在所述電機74的驅動下，所述球5可以旋轉。
[0044]所述加載機構3包括杠桿31和支撐體32。所述杠桿31通過所述支撐體33設置于所述底座I的機架11。
[0045]所述載荷測量單元4包括一傳感器41，該傳感器41設置于所述杠桿31的一端，且與所述油杯61的第二