润滑油中添加剂元素光谱分析研究

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摘 要 以船用内燃机油为研究对象, 利用原子发射光谱对润滑油中的添加剂成分进行量化确定。根据MOA 原子发射光谱仪的工作原理, 选择校正曲线法定量, 提出对不在测量精度范围内的添加剂元素含量用0 Lg# g - 1 的空白标油进行稀释测量的方法, 并进行误差计算。试验结果表明, 添加剂各元素钙、磷和锌的测量相对标准偏差分别为11 6%, 41 8% 和41 6%, 样品稀释前后的测量误差结果分别为41 21%, 61 99% 和51 09%。
    为了满足高温、高压和高滑动速度的工作条件, 以及中和燃用重质燃料油中的硫, 常在润滑油中加入含钙、锌、磷、氯等元素的添加剂[1] , 在高温下这些元素与金属表面发生化学反应生成厚度较大的化学反应膜, 膜的熔点高、抗剪强度低, 一般用于高速、重载及高温下的润滑。化学反应膜稳定,且反应不可逆; 化学反应膜的润滑性能与膜的抗剪强度有关, 抗剪强度低, 则摩擦系数小。
    随着发动机和机械设备向高速度、小体积、大功率方向发展以及环保节能的要求, 对机械设备工作条件的要求日益苛刻, 从而对润滑油的性能提出了更高的要求, 这在船用柴油机上表现得尤为突出。目前世界上最大的柴油机单缸功率可达5 720 kW, 如MAN B & W K98MC 型船用柴油机, 缸径980 mm, 额定功率80 080 kW。随着柴油机单缸功率的提高, 其压缩压力和爆发压力也随之升高, 燃烧室工作温度也相应升高, 缸套润滑油膜的建立也更加困难。因此, 在船用润滑油的研制开发过程中, 必须考虑添加更多、更优的添加剂, 以满足船用柴油机发展的需要。
    文献[ 2] 利用光谱分析对机械设备的磨损状况进行预测,而润滑油的最佳润滑效果与各种添加剂的含量密切相关, 确定在润滑油中各种添加剂成分的最佳量值是决定其润滑效果的关键。因此, 本文以船用内燃机油为研究对象, 利用MOA原子发射光谱仪同时测定润滑油中的添加剂成分含量, 该法具有准确度高, 精密度好, 操作简便的特点[ 3, 4] 。并根据MOA 原子发射光谱仪的工作原理, 提出测量方法, 并进行误差计算。
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