多孔性材料的含油率和開(kāi)孔率之探討

含油率在含油軸承和其它自行潤滑結構性部品所肩負的重任：

含油率是含油軸承和其它自行潤滑結構性零件所應求取的規范。合適的潤滑條件必須將內部氣孔隙充滿(mǎn)潤滑油且滿(mǎn)足氣孔隙的油滲透。如此才可讓產(chǎn)品因長(cháng)時(shí)間運轉而所產(chǎn)生的熱，藉由潤滑油給予達到散熱效果增長(cháng)使用的期限。因此我們得知含油量的多寡在含油軸承和其它自行潤滑結構性零件中是肩負著(zhù)如此的重任。

1、首先認識所使用的潤滑油：

?    潤滑油由于其基礎油、添加劑和增稠劑等組成分的不同，性能也有極大的不同。潤滑油的性能評定包括理化性能分析、使用性能分析、和組成分分析三方面。

A、潤滑油的理化性能分析：

?    潤滑油的物理化學(xué)性能是其最基本的性能。透過(guò)物理和化學(xué)分析可以確定潤滑油的大體組成，這對實(shí)驗室的產(chǎn)品研究開(kāi)發(fā)和對產(chǎn)品的質(zhì)量監控都是十分重要的。

?    潤滑油的理化性能密度和比重密度是指在規定溫度下單位體積所含物質(zhì)的質(zhì)量數，以g/cm3表示。20℃時(shí)的密度被規定為石油產(chǎn)品的標準值，用d表示。比重是沒(méi)有單位的。

?    石油產(chǎn)品的密度是隨其組成分中的含碳、氧、硫量的增多而增加的，因而含芳烴、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)多的密度最大，而含環(huán)烷烴多的居中，含烷烴多的最小。根據石油產(chǎn)品的密度（或比重）可以判斷油品的類(lèi)型和成分。通常石油產(chǎn)品的密度由密度計和比重瓶法測定。

?    美國和德國分別使用ASTM和DIN51757標準方法。

B、潤滑油的粘度：

物質(zhì)流動(dòng)時(shí)內摩擦力的大小叫粘度，粘度值隨溫度的升高而降低。有許多潤滑油是根據粘度來(lái)區別產(chǎn)品的。

粘度有三種表示方法：

a：動(dòng)力粘度（Dynamic Viscosity又稱(chēng)絕對粘度Absolute Viscosity）表示液體在一定的剪切應力下流動(dòng)時(shí)內摩擦力的大小，其值為加在流動(dòng)液體的剪切應力和剪切速率之比，以Pa.s表示。動(dòng)粘度(Kinemtic Viscosity)表示液體在重力作用下流動(dòng)時(shí)內摩擦力的大小，其值為相同溫度下液體的動(dòng)力粘度與其密度之比，單位為mm2/s，通用cSt表示。

b：恩氏粘度：在規定條件下，一定體積的試油在某溫度時(shí)由恩格勒粘度計的小孔流出200Ml所需的時(shí)間與該粘度計水值之比，以。Et表示。

c：粘度指數：潤滑油的粘度隨著(zhù)溫度而變化，溫度升高，粘度減小，溫度降低，粘度增大。這種粘度隨溫度變化的性質(zhì)，叫作粘溫性能。粘度指數可以表示油品的粘溫性能。粘度指數高，表示油品的粘度隨著(zhù)溫度變化小，反之亦然。石油產(chǎn)品的粘度指數可以由計算得到。

C、潤滑油的殘炭量：

?    在規定條件下，油品在蒸發(fā)和裂解期間所形成的殘留物叫殘炭，以百分數表示。配合其它條件，可以判定潤滑油的精制程度。一般深度精制的油品殘炭量小。國際上測定的標準有美國的ASTM D187和德國的DIN 51551。

D、潤滑油的灰份：

?    在規定的條件下，油品碳化后的殘留物再經(jīng)鍛燒后所剩下的叫作灰份，以百分數表示?；曳葜饕怯推分兴沫h(huán)烷酸鹽類(lèi)。一般油品中的灰分含量都很小。在潤滑油中加入高灰分添加劑后，油品的灰分含量會(huì )增大。國際上測灰分的標準有美國的ASTM D874和德國的DIN 51575等。

?    潤滑油需在38度時(shí)保持在20到65cSt(動(dòng)粘度和密度之比)。典型的潤滑油密度為0.880g/cm3和人造潤滑油它的范圍為0.910到1.000g/cm3。

2、樣品的含浸方法：

?    真空含浸法：為了量測油浸樣品在空氣中的重量或在水中的重量之目的。將樣品處理使用真空含浸最為理想。

?    油浸泡法：樣品含浸使用在38度時(shí)粘度20到65cSt的油，保持在82±5度達4小時(shí)，然后含著(zhù)油給予冷卻到室溫。

3、樣品含浸之后要如何萃??？

?    Soxhlet Extractor：以甲苯或石油醚當分解溶劑，使用合適的沙格利特萃取器Soxhlet Extractor來(lái)排出含油樣品中的油而得到未含油樣品。

?    烘箱干燥法：油的排除中最快速的方法是將樣品放進(jìn)具有保護氣體的烘箱中設定在430度到650度加以烘干處理。

?    超音波振蕩法：將油浸樣品置于超音波振蕩器內槽給予振蕩，直到樣品含浸的油排除為止。

粉末冶金產(chǎn)品的密度、油含量、燒結結構性零件和油浸軸承之氣孔隙測試方法

處理順序1：

?    由0.0001g或0.001g(依產(chǎn)品重量選擇)分析天平去獲得  

?    油含量＝充滿(mǎn)油樣品重量－未含油樣品重量。

?    以甲苯或石油醚當分解溶劑，使用合適的沙格利特萃取器Soxhlet Extractor來(lái)排出含油樣品中的油而得到未含油樣品。經(jīng)過(guò)大約1小時(shí)萃取之后，將樣品放進(jìn)在120度的烘箱內維持1小時(shí)去排出殘余的分解溶劑，然后加以冷卻。連續反復萃取和烘干和冷卻，直到部份殘余重量固定在空氣中干燥的樣品重量的0.05%。

處理順序2：

?    針對大形物或為了要快速處理、而在不是非常在意要相當精確值和憂(yōu)慮冶金機械特性的情況下。則油的排除可將樣品放進(jìn)具有保護氣體的烘箱中設

定在430度到650度加熱處理。此方法可以在買(mǎi)賣(mài)雙方同意下進(jìn)行使用。

對于真正燃燒溫度的選擇可以被評論的，在此燒結90/10 CU/SN材料例子中，由制造者決定燒結溫度和時(shí)間。對青銅粉而言一般的燒結溫度范圍為815度到870度，其根據和被要求的收縮程度、強度和氣孔性都有關(guān)系。此方法以也應用于燒結鋁合金材料假如此溫度不超過(guò)540度之條件下。

處理順序3：

?    為了量測油浸樣品在空氣中的重量或在水中的重量之目的，以下的二個(gè)方法中任何一個(gè)被使用處理油含浸樣品。真空方法是最好的。

?    在一個(gè)室溫下使用一種適合的抽出方法，降低壓力超過(guò)含浸樣品切勿超過(guò)7Kpa達30分鐘，然后允許壓力增加到大氣壓力，而樣品繼續沉浸在38度時(shí)20到65cSt的油中且在室溫和大氣壓力下達10分鐘。

?    樣品含浸使用在38度時(shí)粘度20到65cSt的油，保持在82±5度達4小時(shí)，然后含著(zhù)油給予冷卻到室溫。

結構性零件的密度：

密度=(未含油樣品在空氣中之重量×水密度)/(含滿(mǎn)油樣品在空氣中之重量－含滿(mǎn)油樣品在水中之重量)。

含油軸承的濕密度：

密度=(含滿(mǎn)油樣品在空氣中之重量×水密度)/(含滿(mǎn)油樣品在空氣中之重量－含滿(mǎn)油樣品在水中之重量)。

內部氣孔隙：

Σ%：(((含滿(mǎn)油樣品在空氣中之重量－未含油樣品在空氣中之重量) ×水密度)/(含滿(mǎn)油樣品在空氣中之重量－含滿(mǎn)油樣品在水中之重量)×油密度)×100%。

含油率 ：

P%：(((含油樣品在空氣中之重量－未含油樣品在空氣中之重量) ×水密度/(含滿(mǎn)油樣品在空氣中之重量－含滿(mǎn)油樣品在水中之重量)×油密度)×100%。

干密度和濕密度之間的重復性差異：

?    對于鐵、銅為主的燒結部品，其干密度和濕密度之間的重復性差異r是0.05g/cm3，是處于2.0%多孔性。

?    相同的結果在相同的實(shí)驗室將不被懷疑而是在95%信心之下。                    

?    對于鐵、銅為主的燒結部品，其干密度和濕密度之間的再現性差異R是0.06g/cm3，是處于4.0%多孔性。

?    相同的結果在相同的實(shí)驗室將不被懷疑而是在95%信心之下。

XF-300P粉末冶金密度計可以測試多孔性材料含油率和孔隙率