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解決問(wèn)題的摩擦學(xué)測(cè)試

2022-5-17 閱讀(231)

解決問(wèn)題的摩擦學(xué)測(cè)試




您能否簡(jiǎn)要介紹一下摩擦學(xué)測(cè)試及其在 問(wèn)題中的重要性?

實(shí)驗(yàn)室中任何可以測(cè)量運(yùn)動(dòng)部件摩擦力或磨損的科學(xué)儀器都可以稱為摩擦學(xué)測(cè)試儀"。此類儀器的更大目標(biāo)是再現(xiàn)真實(shí)或現(xiàn)場(chǎng)"條件下,運(yùn)行材料的摩擦和磨損機(jī)制。 1927 Pin on V 塊測(cè)試儀器發(fā)明后,開(kāi)始了摩擦學(xué)測(cè)試的系統(tǒng)方法,隨之又開(kāi)發(fā)了幾種標(biāo)準(zhǔn)化的測(cè)試方法。

摩擦學(xué)測(cè)試儀器分為標(biāo)準(zhǔn)儀器和定制儀器兩大類。標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試儀器符合 ASTM、ISO、DINCEC、IP 等組織規(guī)定,主要側(cè)重于測(cè)試結(jié)果可重復(fù)性和再現(xiàn)性的儀器設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)方法。標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法并非旨在重現(xiàn)實(shí)際/現(xiàn)場(chǎng)操作過(guò)程中經(jīng)歷的操作參數(shù)和磨損機(jī)制。使用定制儀器克服了標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試儀器的這一缺點(diǎn)。

最近,大眾汽車(chē)排放問(wèn)題和強(qiáng)生公司的髖關(guān)節(jié)置換召回事件表明,測(cè)試協(xié)議存在故意或測(cè)試結(jié)果被*忽略,這將花費(fèi)數(shù)十億美元。 盡管摩擦學(xué)并不是這些問(wèn)題背后的  原因,但它強(qiáng)調(diào)了測(cè)試的重要性及其對(duì)我們的影響。

相信摩擦學(xué)測(cè)試將確保產(chǎn)品符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),從而保護(hù)我們的環(huán)境并提高整體安全性。 存在三個(gè)關(guān)鍵的 問(wèn)題:氣候變化、可再生能源和健康老齡化,可以通過(guò)技術(shù)*的測(cè)試儀器實(shí)現(xiàn)研究實(shí)踐來(lái)解決這些問(wèn)題。

摩擦學(xué)測(cè)試如何影響氣候變化?

運(yùn)輸和采礦是產(chǎn)生導(dǎo)致氣候變化的溫室氣體的兩個(gè)關(guān)于人類活動(dòng)的例子。二氧化碳、氮氧化物和硫氧化物是在使用汽車(chē)、卡車(chē)、公共汽車(chē)或在采礦中進(jìn)行鉆孔、研磨和挖掘時(shí)產(chǎn)生的一些廢氣。重要的是,燃料中的大部分能量會(huì)因摩擦而損失,例如重型車(chē)輛(卡車(chē)和公共汽車(chē))中燃料總能量的 33% 用于減少運(yùn)動(dòng)部件之間的摩擦(來(lái)源: Kenneth Holmberg,芬蘭 VTT)。因此,摩擦是這個(gè)拯救地球"故事中的反派。然而,摩擦學(xué)研究表明,可以使用材料科學(xué)領(lǐng)域的技術(shù)來(lái)控制摩擦。由于這項(xiàng)對(duì)摩擦的研究,二氧化碳排放量的凈減少是可能的,如圖 1 所示,這表明摩擦和磨損與氣候變化直接相關(guān)。

1. 材料的摩擦和磨損與碳排放有關(guān)。

摩擦學(xué)測(cè)試的作用是篩選減摩材料并確定運(yùn)輸和采礦中最合適的候選材料,其結(jié)果見(jiàn)表 1。

1. Ducom 摩擦學(xué)測(cè)試儀器和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),用于研究減少摩擦和磨損的材料。

摩擦學(xué)測(cè)試如何影響可再生能源?

大約 20% 能源需求由可再生能源滿足。 如圖 2 所示,2016 年可再生能源總產(chǎn)量為 2017 吉瓦,其中太陽(yáng)能光伏(PV)和風(fēng)能的份額分別為 303 吉瓦和 487 吉瓦。 太陽(yáng)能光伏和風(fēng)力渦輪機(jī)的效率很大程度上取決于它們抵抗風(fēng)化雨和沙塵暴的能力。

2. 2016 年產(chǎn)生的不同可再生能源來(lái)源。

安裝在沙漠地區(qū)的太陽(yáng)能電池板暴露在沙粒中。這些顆粒撞擊會(huì)損壞保護(hù)光伏 (PV) 的玻璃面板,這個(gè)過(guò)程稱為固體顆粒侵蝕。玻璃面板的腐蝕導(dǎo)致漫反射并降低 36% 的光透射率(Bouzid 等人,J. Eur. Ceram. Soc.2000,20481488)。

這對(duì)太陽(yáng)能來(lái)說(shuō)是一個(gè)重大打擊,因?yàn)檗D(zhuǎn)換率已經(jīng)很低,只有 20%。正在開(kāi)發(fā)幾種類型的抗腐蝕涂層,以抵抗顆粒沖擊并將光學(xué)傳輸率提高到 。 Ducom Air Jet Erosion Tester 在實(shí)驗(yàn)室中用于重現(xiàn)沙漠中的固體顆粒動(dòng)力學(xué)和相關(guān)的侵蝕機(jī)制。該測(cè)試方法用于選擇可以優(yōu)化太陽(yáng)能發(fā)電效率的保護(hù)涂層。

同樣,風(fēng)力渦輪機(jī)葉片的邊緣會(huì)因雨滴的沖擊而損壞,這一過(guò)程稱為水滴侵蝕。葉片邊緣可能會(huì)出現(xiàn)小凹坑和分層,這反過(guò)來(lái)會(huì)降低風(fēng)電場(chǎng)的空氣動(dòng)力學(xué)效率。 Sareen 等人的一項(xiàng)研究。 al., (Wind Energy, 17, 2014) 表明渦輪葉片的腐蝕可導(dǎo)致高達(dá) 392 MWh/y 的功率損失。 Ducom 水滴侵蝕測(cè)試儀可用于實(shí)驗(yàn)室模擬現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行參數(shù)(雨滴大小、水滴速度、沖擊角度、降雨率等),以測(cè)試用于保護(hù)渦輪葉片的抗侵蝕涂層。值得一提的是,Ducom 侵蝕測(cè)試儀在提高太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電效率方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。

摩擦學(xué)測(cè)試如何影響健康老齡化?

由于多項(xiàng)拯救生命的醫(yī)療創(chuàng)新,平均預(yù)期壽命正在增加,但壽命更長(zhǎng)并不一定與更健康的生活相關(guān)。 健康老齡化的一個(gè)基本概念是在老齡化過(guò)程中提供更好的生活質(zhì)量。 一些影響生活質(zhì)量的因素來(lái)自與生物材料相關(guān)的感染;干燥綜合征——口腔、眼睛和關(guān)節(jié)的干燥以及消費(fèi)者護(hù)理產(chǎn)品的質(zhì)量。 在這些情況下,摩擦和磨損起著重要作用,生物材料的磨損是導(dǎo)致植入物失效的主要問(wèn)題。 無(wú)法維持口腔和眼睛的自然潤(rùn)滑會(huì)導(dǎo)致干燥綜合征患者的社交生活不佳,使用消費(fèi)品后的皮膚刺激也與高摩擦和有限的感官知覺(jué)有關(guān)。


在這方面,摩擦學(xué)測(cè)試的責(zé)任是雙重的;需要模擬實(shí)驗(yàn)室中的生理操作條件以及提供高水平的可重復(fù)性和可再現(xiàn)性測(cè)試結(jié)果。這些測(cè)試儀器用于篩選和選擇耐磨生物材料,超低摩擦生理 潤(rùn)滑劑和皮膚接觸材料反過(guò)來(lái)可以改善感官知覺(jué)。

我們不斷與生物材料研究領(lǐng)域的主要意見(jiàn)進(jìn)行討論,這些討論幫助我們開(kāi)發(fā)了兩種摩擦學(xué)測(cè)試儀器:Ducom BioTribometer Ducom UniTest。 Ducom BioTribometer(符合與牙科和骨科相關(guān)的 ASTM 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn))用于篩選低磨損生物材料,如 UHMWPE、TiAVTiNbN 涂層、DLC 涂層、ZrO、Al O、Stellite 等。 Ducom Unitest 帶有 MicroForce 頭是一種超低力測(cè)試儀器,可以模擬眼瞼和角膜之間的接觸壓力(~ 10 kPa),用于開(kāi)發(fā)更好的隱形眼鏡和合成生理潤(rùn)滑劑。

DUCOM 如何從您所在領(lǐng)域的其他公司中脫穎而出?

Ducom Instruments 創(chuàng)立于1978 年。 我們?cè)谀Σ翆W(xué)領(lǐng)域已有 40 年的歷史。 今天,我們?cè)?25 個(gè)國(guó)家/地區(qū)擁有超過(guò) 1500 臺(tái)設(shè)備,我們通過(guò)位于荷蘭、美國(guó)、印度和馬來(lái)西亞的 中心為 客戶和銷售合作伙伴提供服務(wù)。 我們將這一成功歸功于創(chuàng)始人 Dube 先生的哲學(xué),他明確指出銷售只是達(dá)到目的的一種手段,目的是為我們的客戶創(chuàng)造價(jià)值。 我們繼續(xù)遵循他的哲學(xué),這讓我們 以以客戶為中心"的方式占領(lǐng)市場(chǎng)。 我們的方法與我們?cè)谙嗤瑯I(yè)務(wù)中看到的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的方法非常不同,我們的客戶可以從我們的方法中獲得長(zhǎng)期利益。






我們的產(chǎn)品創(chuàng)造方法是““Not All in One but One for All""——一個(gè)提供不同摩擦學(xué)測(cè)試儀器的單一來(lái)源,可解決從 1200 °C 發(fā)動(dòng)機(jī)葉片腐蝕到 10 °C 隱形眼鏡摩擦行為等廣泛?jiǎn)栴}。 因?yàn)槲覀冋J(rèn)為一體化"方法僅部分涵蓋了多種摩擦學(xué)測(cè)試儀器的功能,因此產(chǎn)生的結(jié)果不太令人滿意,并增加了機(jī)會(huì)成本并降低了研究吞吐量。


此外,我們的售后服務(wù)是,我們提供全面的支持,增加客戶摩擦學(xué)測(cè)試儀器的價(jià)值。作為中小企業(yè),我們有能力花費(fèi)“優(yōu)質(zhì)資源"來(lái)保障客戶的幸福,我們寧愿追求客戶的滿意,也不愿追求轉(zhuǎn)瞬即逝的利潤(rùn)。

DUCOM 一起前進(jìn)的計(jì)劃是什么?

我們認(rèn)為,摩擦學(xué)測(cè)試儀器應(yīng)具有最少的人機(jī)交互,以實(shí)現(xiàn)高研究吞吐量。在這方面,呂勒奧大學(xué)的杜康高溫摩擦儀就是一個(gè)很好的例子。該測(cè)試儀器經(jīng)過(guò)編程,可自動(dòng)安裝樣品,加熱至 1000 ?C,并根據(jù)預(yù)設(shè)的操作參數(shù)運(yùn)行 100 次摩擦和磨損測(cè)試。另一個(gè)這樣的例子是我們的新型 Ducom 四球測(cè)試儀 - FBT3 允許用戶進(jìn)行 5 8 次磨損預(yù)防測(cè)試,而傳統(tǒng)的四球測(cè)試儀每天只能進(jìn)行 2 4 次磨損預(yù)防測(cè)試。 除了提高測(cè)量次數(shù)外,我們還專注于可以幫助科學(xué)家理解和分析已生成數(shù)據(jù)的技術(shù),我們的座右銘是測(cè)量、理解和分析"。 我們正在盡努力在不顯著改變價(jià)格結(jié)構(gòu)的情況下執(zhí)行上述所有操作。我們已將大量資源投入到成本工程中,以使我們?cè)诠I(yè)和研究領(lǐng)域的所有潛在客戶都能負(fù)擔(dān)得起。







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