Aplikace spektroskopické reflektometrie při studiu elastohydrodynamického mazání Vladimír Čudek Ústav konstruování Fakulta strojního inženýrství Vysoké učení technické v Brně
Úvod Úvod Vlivem nedostatečného mazání dochází často ke zvýšenému opotřebení a ztrátám energie vlivem tření.
Úvod Tloušťka mazacího filmu se pohybuje řádově od 10-2 aždo 10-9 m. Dosavadní metody jsou komparativní. Metoda spektroskopické reflektometrie je metoda fyzikálně čistá.
Cíle projektu Cíle projektu Cílem projektu byl vývoj nové měřicí metody založené na aplikaci spektroskopické reflektometrie pro měření tloušťky elastohydrodynamického mazacího filmu. Ověření možnosti využití mikroskopu a měřící aparatury jako spektrofotometru, případně úprava celé soustavy. Získání potřebného softwarového vybavení pro vyhodnocování optických parametrů z naměřených dat. Aplikace metody na měření reálného kontaktu s mazivem.
Spektroskopická reflektometrie v bílém světle Aplikace v EHD mazání Princip vzniku interference v EHD kontaktu. Příklad interferenčního obrazce.
Schéma měřící metody Zdroj: halogenová žárovka. OPTICKÉ VLÁKNO VLÁKNOVÝ SPEKTROMETR S LINEÁRNÍM CCD ČIPEM Optická sestava: mikroskop NIKON Optiphot 150 s telecentrickým objektivem. HALOGENOVÁ ŽÁROVKA Vyhodnocování: vláknový spektrofotometr OceanOptics s lineárním CCD čipem. STUDOVANÝ VZOREK
Schéma měřící metody Zdroj: halogenová žárovka. Optická sestava: mikroskop NIKON Optiphot 150 s telecentrickým objektivem. Vyhodnocování: vláknový spektrofotometr OceanOptics s lineárním CCD čipem.
Podmínky měření Požadavky spojené s měřením Kolmý dopad. Stabilní osvětlení bez časových fluktuací. Opticky neměnná sestava. Referenční vzorek (monokrystal křemíku).
Podmínky měření Požadavky spojené s měřením Kolmý dopad. Stabilní osvětlení bez časových fluktuací. Opticky neměnná sestava. Referenční vzorek (monokrystal křemíku).
Princip získávání dat
Princip získávání dat Vliv změny tloušťky na odrazivost Změna tloušťky i několik málo nanometrů již způsobuje měřitelné rozdíly v hodnotách absolutní odrazivosti.
Vyhodnocování Požadavky spojené s měřením NKDStack software pro stanovení optických parametrů vícevrstvých systémů pro spektroskopii a elipsometrii. NKDMatl software pro stanovení optických parametrů jednovrstvých systémů pro spektroskopii a elipsometrii.
Výsledky Olej: minerální olej s označením H.P.O. 200. Rychlost třecích povrchů: 0,0027 m/s. Snímek kontaktu ocelové kuličky s diskem. Absolutní odrazivost ve středu kontaktu
Výsledky Olej: minerální olej s označením H.P.O. 200. Rychlost třecích povrchů: 0,0133 m/s. Snímek kontaktu ocelové kuličky s diskem. Absolutní odrazivost ve středu kontaktu
Výsledky Olej: minerální olej s označením H.P.O. 200. Rychlost třecích povrchů: 0,0332 m/s. Snímek kontaktu ocelové kuličky s diskem. Absolutní odrazivost ve středu kontaktu
Výsledky Olej: minerální olej s označením H.P.O. 200. Rychlost třecích povrchů: 0,0665 m/s. Snímek kontaktu ocelové kuličky s diskem. Absolutní odrazivost ve středu kontaktu
Výsledky Příklad závislosti tloušťky olejového filmu H.P.O. 200 na rychlosti třecích povrchů při čistém valení získané spektroskopickou reflektometrií. Experiment Teorie
Shrnutí V průběhu řešení projektu se podařilo splnit všechny plánované cíle a úspěšně aplikovat spektroskopickou metodu na stanovení tloušťky mazacího filmu. Stávající měřící aparatura byla upravena pro měření studovanou metodou. Vyhodnocovací software byl odladěn pro zpracovaní naměřených dat ve velmi krátkém čase. Metoda byla úspěšně aplikována na stanovení tloušťky mazacích filmů.
Spektroskopická reflektometrie v bílém světle Dopravní technika Děkuji za pozornost Traktor budoucnosti