1.3 现代世界机械摩擦
深入历史书籍中,我们可以理解,几千年前埃及人已经意识到水油类润滑油有助于减少滑雪板摩擦,滑雪板移动重石建金字塔。
Leonardo da Vinci (1452-1519)首次系统研究滑动摩擦块木跨表需要拉动越大块越需要拉发现滑动摩擦基本规律
早在1493年,da Vince理解两个摩擦基础:他观察到两个滑动面之间的摩擦力与负载拉在一起成比例摩擦无关表面接触区
服饰,
列诺多达芬奇摩擦研究)
今日,这些摩擦定律功劳归结于法国物理学家纪尧姆Amontons(1663-1705),Da Vinci二百年后编译这些定律
法国物理家Charles-Augustin de Coulomb也提出了类似观察结果(1736-1806),以开发现称最知名
库伦布定律静电力描述 吸引反射
首次可靠的摩擦穿戴测试由英国化学家Charles Hatchet执行(1765-1847年),使用简单反转机评价金币戴戴发现硬币两端穿快快快
开发科学分支-今天调用
三叉杆学科技摩擦 润滑和穿戴 出自希腊字
三宝含意
擦擦.
语法应用到所有长度尺度相对新领域
纳米机构学扩展摩擦学习并磨损过程
领域
生物组织学目的是探索摩擦、粘合性、润滑性并穿戴生物摩擦系统(我们从上文摩擦设计实例中看到自然)并应用生物启发知识创新技术
然而,鉴于过去500年所展开的所有这些科学探索,纳米级摩擦的精密机制仍然不完全理解。事实证明,似乎没有通用模型适合解释研究人员实验的所有不同材料和长度尺度中的摩擦
其原因是,宏观摩擦行为是多微镜交互作用在不同尺度触摸表层的结果。
摩擦不单是一种物理现象,还造成巨大经济代价:摩擦是能量消散的主要来源(即:损耗能量通常表现为热污染) 表示耗竭能量电机运行热点即工作摩擦
误差占世界能源消耗量的20-30%润滑油减少摩擦效果,但当然润滑油也是一个成本因子
摩擦的另一个重大代价因素是因损耗物变质,造成机器部件间逐步损耗
不良代价(即现代社会摩擦实为惊人取用汽车:高压三分之一汽油用法用于消除引擎摩擦、传输、轮胎和刹车
平均单客车每年使用340升油以克服摩擦车还没有移动一英寸合并世界所有汽车摩擦效果后, 超过2千亿(20万亿)升油(汽油和柴油)仅用于消除摩擦(见:
语法国际,
全球能源消耗因客车摩擦)
另一实例是大约9万艘远洋货轮游海使用巨量燃料(国际航运使用约3亿公吨燃料,估计占所有气候变化排放量的3.5%-4%)。运输大都用来克服水面摩擦有效减少水下摩擦阻塞可大大减少海洋燃料消耗量,从而使航运业效率更高环境友好度更高
1.4润滑油作用
润滑油用来减少机器中移动部件摩擦并减少损耗和耗能润滑剂介于两个移动面间以减少摩擦并减少穿戴
取水水是一个很好的润滑剂,水不用作机器润滑剂的原因之一是水快速蒸发
润滑剂还可能起到分解或运输外国粒子、清除沾染和碎片、防止腐蚀或生锈、密封通关和散热等功能
总体说来,润滑油分三大类:液态、固态(dry)和气态
汽车业(引擎油和传输流体)和制造业(水合液和渔具油)使用几乎所有润滑油都以油或油为基
固态润滑油包括润滑油和粉末常见粉润滑材料中有些为石墨核脱硫
2tungsten解密
2和二氧化
2内尺度化固态润滑油提供温度(达350摄氏度)高于许多液态润滑油和油基润滑油管理Teflon等固态润滑油通常用作涂层提供非斜面
气润滑油粘度比液态或固态润滑油低得多热容量比液态或固态润滑油低压缩气态润滑剂例子有空气、技术气体、蒸汽或液态蒸气
偶而添加润滑剂提高性能
数以百万计的进化中 自然生成润滑系统 水作为基数 生物元作添加一般来说,这些自然润滑油远比大多数人工设备最油基润滑油高
即使是今天 研究人员也远无法复制自然润滑配方
科学注解:摩擦基础
密钥外送
有四种摩擦类型:静态、滑动、滚动和流体
摩擦不单是一种物理现象,它也造成巨大经济代价并大量使用化石燃料
进化过程导致动物和植物使用各种设计增加或减少摩擦
Nanotiblogy扩展摩擦学习并磨损过程
词汇表
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叠加:当两面摩擦强到它提供联结力
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语法学科技摩擦 穿戴 润滑化 并设计轴承科学交互面相对运动
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动因摩擦:又称滑动摩擦或移动摩擦,即两个对象相对移动对冲力量
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静态摩擦物体休眠时对物体作用
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滑动摩擦物体滑过表面时对物体作用
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滚动摩擦物体滚过表面时对物体作用
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流水摩擦操作对象流水
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摩擦系数:摩擦与应用负载之比