机械密封应用中的边界摩擦

在机械密封的实际应用中,边界摩擦是相对运动的表面之间有非常薄的分子膜时的摩擦。当流体摩擦时,摩擦副的表面被流体*分开,所以固体表面不接触时没有表面磨损,流体的粘度决定了摩擦力和润滑特性。而边界膜(物理吸附膜、化学吸附膜或化学反应膜)在边界摩擦中起润滑作用。润滑剂中的极性分子吸附在金属表面,具有方向性,形成定向排列的分子网格,也形成分子层结构。
边界膜一般为3~4层,厚度约200a。如果有4层以上的分子,分子开始随润滑剂流动,无法定向排列,因此边界膜不会起到润滑作用,但润滑剂的粘度会起到润滑作用。当分子吸附在金属表面达到饱和状态时,极性分子紧密排列,紧紧吸附在金腐蚀表面,具有一定的膜强度。当摩擦界面滑动或滚动时,表面膜可以防止表面凸起部分接触,薄膜不受损坏,起到很好的润滑作用。表面的极性分子模式起着承上启下的作用,而有流体的部分只起着微弱的作用。
总之,边界润滑的机理相当复杂,这是由表面与润滑剂之间的物理化学性质、表面膜与固体之间相互作用的复杂性以及影响参数等因素造成的。因此有必要进一步研究边界润滑的本质。

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