水(shui)基(ji)潤(run)(run)(run)滑(hua)液由于(yu)其良好的應(ying)用(yong)前景(jing)被廣泛(fan)應(ying)用(yong)于(yu)制(zhi)造業、生(sheng)物(wu)潤(run)(run)(run)滑(hua)及(ji)微(wei)型(xing)機(ji)械等領域(yu)。與傳統油潤(run)(run)(run)滑(hua)不同，水(shui)基(ji)潤(run)(run)(run)滑(hua)特(te)性(xing)及(ji)機(ji)理均有待進一(yi)步(bu)研究(jiu)和完善。以水(shui)包油(O/W)型(xing)乳化液為例，雖然(ran)已廣泛(fan)應(ying)用(yong)于(yu)金屬加工領域(yu)，但(dan)對其成膜機(ji)理的研究(jiu)至(zhi)今尚無定論，有待進一(yi)步(bu)深入研究(jiu)。

本(ben)文的(de)(de)(de)主要工作(zuo)之(zhi)一是研制(zhi)了適用于(yu)水(shui)基(ji)潤(run)滑(hua)研究(jiu)(jiu)的(de)(de)(de)測(ce)(ce)試系(xi)統，并對(dui)測(ce)(ce)量(liang)方法(相對(dui)光強法)進(jin)行了分(fen)(fen)析、驗證和改進(jin)。納米級(ji)水(shui)基(ji)潤(run)滑(hua)膜厚(hou)摩擦綜(zong)合(he)測(ce)(ce)試系(xi)統實(shi)現(xian)了不(bu)同滑(hua)滾比下納米級(ji)潤(run)滑(hua)膜的(de)(de)(de)實(shi)時觀測(ce)(ce)及(ji)膜厚(hou)的(de)(de)(de)自(zi)動(dong)精確定(ding)位(wei)測(ce)(ce)量(liang)、加載及(ji)轉動(dong)的(de)(de)(de)自(zi)動(dong)控制(zhi)和調節、操作(zuo)系(xi)統的(de)(de)(de)人性化(hua)和自(zi)動(dong)化(hua)等功(gong)能，該系(xi)統具有(you)較高(gao)的(de)(de)(de)分(fen)(fen)辨(bian)率和測(ce)(ce)量(liang)精度，為水(shui)基(ji)潤(run)滑(hua)特性及(ji)機理的(de)(de)(de)研究(jiu)(jiu)奠定(ding)了基(ji)礎。對(dui)含有(you)微(wei)量(liang)油(you)水(shui)的(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)(cheng)膜特性的(de)(de)(de)研究(jiu)(jiu)結果表明，即(ji)便水(shui)中含有(you)極微(wei)量(liang)的(de)(de)(de)油(you)時(1×10~(-3)vol%)，其成(cheng)(cheng)(cheng)膜能力仍遠高(gao)于(yu)傳(chuan)統彈流潤(run)滑(hua)理論所(suo)預測(ce)(ce)的(de)(de)(de)純(chun)水(shui)成(cheng)(cheng)(cheng)膜能力。

本(ben)文(wen)通(tong)過(guo)對(dui)油(you)(you)水分子在固(gu)體界面上(shang)競爭(zheng)行(xing)為(wei)的(de)分析，利用(yong)競爭(zheng)潤(run)濕的(de)理(li)(li)(li)論，對(dui)上(shang)述(shu)現象(xiang)的(de)機(ji)理(li)(li)(li)進(jin)(jin)行(xing)了分析，并對(dui)不(bu)同固(gu)體表面及供(gong)液(ye)(ye)方式對(dui)微(wei)(wei)量油(you)(you)潤(run)滑的(de)影響(xiang)進(jin)(jin)行(xing)研(yan)究(jiu)(jiu)。設(she)計了微(wei)(wei)量油(you)(you)潤(run)滑的(de)作用(yong)方式，為(wei)微(wei)(wei)量油(you)(you)潤(run)滑的(de)可(ke)行(xing)性提(ti)供(gong)了實驗依(yi)據。在對(dui)O/W型乳(ru)(ru)(ru)化(hua)(hua)(hua)液(ye)(ye)成膜(mo)特性的(de)研(yan)究(jiu)(jiu)中，針對(dui)具(ju)有不(bu)同參數的(de)乳(ru)(ru)(ru)化(hua)(hua)(hua)液(ye)(ye)進(jin)(jin)行(xing)試驗，結果表明，乳(ru)(ru)(ru)化(hua)(hua)(hua)液(ye)(ye)成膜(mo)特性與供(gong)液(ye)(ye)方式、運(yun)動速(su)度(du)、乳(ru)(ru)(ru)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)濃(nong)(nong)度(du)及油(you)(you)濃(nong)(nong)度(du)密(mi)切相關。在對(dui)其成膜(mo)機(ji)理(li)(li)(li)的(de)研(yan)究(jiu)(jiu)中，以超低濃(nong)(nong)度(du)乳(ru)(ru)(ru)化(hua)(hua)(hua)液(ye)(ye)為(wei)研(yan)究(jiu)(jiu)對(dui)象(xiang)，發現乳(ru)(ru)(ru)化(hua)(hua)(hua)液(ye)(ye)的(de)臨界速(su)度(du)隨乳(ru)(ru)(ru)化(hua)(hua)(hua)液(ye)(ye)濃(nong)(nong)度(du)變化(hua)(hua)(hua)發生變化(hua)(hua)(hua)，結合對(dui)接觸區附(fu)近乳(ru)(ru)(ru)化(hua)(hua)(hua)液(ye)(ye)液(ye)(ye)滴行(xing)為(wei)的(de)觀測，提(ti)出二次乳(ru)(ru)(ru)化(hua)(hua)(hua)機(ji)理(li)(li)(li)，并建立(li)理(li)(li)(li)論模型進(jin)(jin)行(xing)驗證。

提(ti)出(chu)乳(ru)化(hua)(hua)液膜(mo)厚的(de)下降(jiang)并非單(dan)純由傳統理(li)論提(ti)出(chu)的(de)乏油作(zuo)(zuo)用引(yin)起(qi)，乳(ru)化(hua)(hua)液本體對固體表(biao)面油層(ceng)的(de)二次乳(ru)化(hua)(hua)效應在其成膜(mo)中起(qi)到了(le)很大作(zuo)(zuo)用。對液滴在接觸區(qu)附近行(xing)為的(de)觀測(ce)為乳(ru)化(hua)(hua)液成膜(mo)機(ji)理(li)的(de)研(yan)究提(ti)供了(le)實(shi)驗(yan)(yan)基礎。通過大量(liang)實(shi)驗(yan)(yan)和(he)理(li)論研(yan)究深入地(di)分(fen)析了(le)乳(ru)化(hua)(hua)液的(de)成膜(mo)機(ji)理(li)。此(ci)外，0.0005%濃度(du)乳(ru)化(hua)(hua)液在一定條件下形成高達(da)100nm潤滑(hua)膜(mo)的(de)結果也(ye)為微量(liang)油潤滑(hua)的(de)可行(xing)性提(ti)供了(le)有力的(de)依據。