Page 89 - 《摩擦学学报》2021年第6期

874 摩 擦 学 学 报 第 41 卷

24 36.6
22
20 30
18
16 25
12 z/nm 20 z/nm
14
10 15
5 5 5 5
8
6 10
x/μm 4 y/μm x/μm 5
y/μm
1 0.6
0 0
(a) Steel/FAS before experiment (b) Steel/FAS after experiment

Fig. 5 AFM image on slider surface before and after experiments
图 5 试验前后滑块表面原子力显微镜图

100 宽的疏油轨道，即产生转移膜. 在该过程中，FAS颗粒
对润滑油在玻璃盘上的分布产生影响，逐渐将润滑油
75 从薄油层分布向小液滴过渡，进而在转移过程中影响
Transmittance/% 50 SiO 2 before experiment 了膜厚，也改变了玻璃盘的表面能. 研究表明，表面润

SiO 2 after experiment
湿性会对面接触润滑油膜厚度产生影响，因此对该转
25 移膜表面的膜厚与未修饰表面的膜厚进行了对比.

2.2 FAS转移膜对油膜润滑的影响
0 将2.1节带有FAS转移膜的玻璃盘上旧的润滑油
300 600 900 1 200 1 500
Wavenumber/cm −1
去除，重新用微量进样器在玻璃盘上涂布PAO10润滑

Fig. 6 IR spectra of disc surface before and after experiments 油，研究FAS转移膜对润滑的影响. 图8给出了供油量
图 6 试验前后玻璃盘表面的傅里叶红外光谱分析图
为2 μL，载荷为2 N，玻璃盘速度为1 mm/s时，带有FAS
转移膜玻璃盘(记作：FAS Transferred表面)和原始未
官能团发生变化，这进一步证明玻璃盘表面发生了
修饰玻璃盘(记作：Original表面)对应的入口区润滑油
FAS膜的转移.
的分布. 由于FAS膜转移后玻璃盘表面能降低，布油
上述试验现象证明了FAS在油膜润滑的状态下发
后润滑油的初始分布改变，以小液滴的形式均匀分布
生了转移，可总结FAS转移过程，如图7所示. 转动的 于玻璃盘一周. 放置滑块后，转动玻璃盘，由于玻璃盘
玻璃盘与滑块形成动压润滑，润滑油对滑块表面的 表面能低，润滑油滴受滑块的推挤，在接触区的入口
FAS发生剪切；FAS被剪切下来，进入润滑剂中；摩擦 团聚，盘转动初期，润滑油量少，两侧出现了乏油的现

副自发地对FAS重新分配，在玻璃盘表面形成了4 mm 象. 随着玻璃盘的进一步转动，更多的润滑油滴被推

u d
Load Glass disc

Slider
FAS
FAS
Lubricant
Inlet Outlet
Slider
Glass disc

u d

(a) Shear (b) FAS transferred

Fig. 7 Schematic illustration of FAS transferring process
图 7 FAS转移过程示意图