潤(rùn)滑劑特性的激光干涉法測(cè)量

　為精確地測(cè)量活塞速度并嚴(yán)格地控制整個(gè)成型過程，設(shè)計(jì)了一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)的干涉儀。它的機(jī)電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由步進(jìn)電機(jī)和滾珠絲杠千斤頂組成。在最大速率達(dá)5000步/秒時(shí)，轉(zhuǎn)子每步旋轉(zhuǎn)1.8度。計(jì)算機(jī)程序控制從靜止到達(dá)到預(yù)定最大速率所需的加速度?，F(xiàn)已研制成兩種電機(jī)驅(qū)動(dòng)干涉儀，它們能記錄薄膜厚度的動(dòng)態(tài)變化。
　　第一種方法采用閉路電視和錄相帶記錄系統(tǒng)與顯微鏡配合，記錄要辨認(rèn)的零級(jí)條紋處的圖形變化。然后將錄相帶倒回去，便可仔細(xì)觀察圖形的變化。此時(shí)，干涉條紋，特別在靠近圖形中心的那些條紋，便忽隱忽現(xiàn)地漂移，這意味著此處的油膜厚度最易變化。
　　在第二種結(jié)構(gòu)中，用16毫米反射式攝像機(jī)記錄條紋圖。在實(shí)際記錄前，要先試拍一下，調(diào)好攝像機(jī)的焦距，在攝像機(jī)的觀察尾鏡中找到最終的干涉條紋圖形。同時(shí)，試拍中要進(jìn)行計(jì)時(shí)，以確定正確的開拍時(shí)刻。一卷500英尺的膠片可以使用5次。
　　為了產(chǎn)生對(duì)比度很高的干涉條紋圖，需采用鍍TIO2的沖頭，這樣，就能產(chǎn)生多束干涉條紋、工件潤(rùn)滑劑是TeXaC。石油公司提煉的“Thuban250”，該潤(rùn)滑劑在25℃的環(huán)境中，約有7436厘泊的粘度，在He一Ne激光下的折射率為1.5。在各種距離下，薄板相對(duì)于沖頭的平均加載速度為0.012英寸/秒。

　　視頻技術(shù)揭示了潤(rùn)滑延伸成型過程的一些有趣的現(xiàn)象。如潤(rùn)滑劑朝接合中心區(qū)的抽吸使邊緣區(qū)的油膜變薄，結(jié)果，板表面粗糙度便明顯可見。這充分說明，較厚的潤(rùn)滑膜是最初形成的。油膜厚度和條紋圖的一致性有很大的依賴關(guān)系。當(dāng)活塞對(duì)沖頭逐漸地加壓時(shí)，干涉條紋很不規(guī)則，干涉條紋的同心度出現(xiàn)明顯變化，在接合面的中心附近出現(xiàn)了幾個(gè)局部的最大和最小值。這樣一來，要用干涉條紋進(jìn)行精確測(cè)量就不可能了。
　　
　　當(dāng)加載速度增加時(shí)，在接合處形成了較厚、較均勻的油膜。這時(shí)形成的干涉條紋便可用來進(jìn)行膜厚測(cè)量。
　　為了分析條紋圖，根據(jù)薄膜結(jié)構(gòu)，我們拍了15張照片，用以表示圖形的顯著變化。在照片15中(略)我們將第一條寬帶定為0級(jí)，將內(nèi)區(qū)和外區(qū)周圍的暗帶定為1/2級(jí)，把每個(gè)區(qū)域中與1/2級(jí)暗帶相鄰的亮帶定為1級(jí)，以此類推。
　　將照片15中的所有干涉條紋都定以等級(jí)號(hào)碼后，再來看照片14(略)。該照片顯示寬帶從亮到暗的變化。把暗寬帶定為1/2級(jí)，并以這個(gè)參考帶為根據(jù)，定出周圍條紋的級(jí)別。用這種　　辦法對(duì)15張照片中的圖形都標(biāo)定級(jí)別。照片1、6的圖形(略)顯示了加載過程的初期的階段，油膜厚度使整個(gè)波長(zhǎng)發(fā)生變化，很難獲得測(cè)量信息。另外，這些初期的油膜厚度變化不均勻。正因?yàn)槿绱耍跗讷@得的油膜厚度數(shù)據(jù)，可能有幾個(gè)波長(zhǎng)的誤差。
　　油膜厚度變化與沿沖頭一薄板接口面的位置之間的關(guān)系曲線表明，在0.06秒和0.12秒之間，薄膜厚度是拋物面，中心附近出現(xiàn)最小值。在0.12秒和0.22秒之間，在中心附近薄膜厚度停止減少，并沿接合面暫時(shí)保持不變。在0.22秒時(shí)，中心附近的薄膜厚度發(fā)生明顯的增大，中心附近薄膜繼續(xù)增厚，而在接合面邊緣附近逐漸減薄，直到斷裂出現(xiàn)為止。

　初期干涉圖所指示的很可能是潤(rùn)滑膜的彈性效應(yīng)。而鋁材料各向異性的變形，則可能造成初期條紋圖的非均勻。從定性研究來看，0.22秒以后的結(jié)果與Wilson一Wang的理論非常一致。