油膜厚度测试课件

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测量薄膜厚度及其折射率的方法(课堂PPT)

就可以得到和透过光谱波峰和波谷对应的波长处的最大透过率TM 和最小透过率Tm，再根据式子便可求得n和d了，对所有的d值求平均便可得到薄膜样品的厚度。
22.04.2020
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三、比较几种方法的优缺点
方法
优点
缺点
椭圆偏振法 (椭偏法)
测量精度高，对样品无破坏性，特别适合于较薄膜层光学参数的测量。
薄膜厚度及其折射率的测量方法
黄丽琳
2010级物理学（1）班
22.04.2020
.
1
一、引言
❖
近年来,非线性光学聚合物薄膜及器件的研究已成为非线
性光学材料领域的研究热点。非线性光学聚合物薄膜具有多种
优点，如快速响应、大的电光系数、高的激光损伤阈值、小的
介电常数、简单的结构、低损耗和微电子处理的兼容性等，因
采用同样的方法可测得溶剂的折射率n’so，于是聚合物薄膜的
折射率可由下式求得。
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其中，Ф1、Ф2 分别称为溶剂和溶液的体积分数，不依赖
于波长，并有Ф1 +Ф2 =1，需要首先确定，Fs、Fs’、F是
lorentz-lorenz局域场函数，分别由下式确定
首先采用波导耦合法测定薄膜在某一给定波长下的折射率n，
不但可以测量透明薄膜、弱吸收薄膜和非透明薄膜，而且适用于双折射薄膜。
不能同时获得薄膜的厚度和折射率。另外，确定干涉条纹的错位条纹数q比较困难，对低反射率的薄膜所形成的干涉条对比度低，会带来测量误差，而且薄膜要有台阶，测量过程调节复杂，容易磨损薄膜表面等，这些都对测量带来不便。
并非直接对薄膜进行测量，而是辅以准波导法对复合材料溶液进行测量。该方法原理简单，操作易行，数据处理也不复杂

油膜厚度测试ppt课件

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弹流油膜厚度测试技术的发展
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14Leabharlann 弹流油膜厚度测试技术的发展
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弹流油膜厚度测试技术的发展
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由于在弹流条件下，润滑介质流变特性的确定性，离开弹流接触区的实际状态测量是不可能的，也是不确切的。因此，如何采用适当的测量手段实测流变参数，尤其是弹流油膜厚度，将是流变弹流润滑领域的一个重要课题。当然．在流变弹流数值分析方面，求得适于工程应用的油膜厚度计算公式和牵曳力计算公式，也是亟待解决的研究课题
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可大致分为三类
不含有极限剪切强度
含有极限剪切强度，但剪应力只可趋近不能达到极限剪切强度
含有极限剪切强度，且剪应力可以达到极限剪切强度
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油膜厚度测试
光干涉法电涡流法电容法光纤传感器
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油膜厚度测试
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油膜厚度测试
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1.流变模型的比较
要进行推力轴承油膜厚度测试的理论研究，建立符合实际工况的流变模型是基础。弹流接触区(推力瓦与镜板之间)的润滑油，在很短的时间内经受着极大的压力变化温度变化和极高的剪切率，描述润滑油时流变特性的模型较多

人教版高中物理实验_用油膜法估测油酸分子的大小优质-PPT课件

二、实验步骤 1．在浅盘中倒入约 2 cm 深的水，将爽身粉均匀撒在水面上。 2．用注射器往小量筒中滴入 1 mL 油酸酒精溶液，记下滴入的滴数 n，算出一滴油酸酒精溶液的体积 V0。 3．将一滴油酸酒精溶液滴在浅盘的液面上。
4．待油酸薄膜形状稳定后，将玻璃放在浅盘上，用水彩笔(或钢笔)画出油酸薄膜的形状。
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四、数据分析计算方法： 1．一滴油酸溶液的平均体积
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3．本实验只要求估算分子大小，实验结果的数量级符合要求即可。
4．爽身粉不宜撒得过厚，油酸酒精溶液的浓度以小于1 0100为宜。 5．向水面滴油酸酒精溶液时，应靠近水面，不能离水面太高，否则油膜轮廓难以形成。
三、注意事项 1．实验前，必须把所有的实验用具擦洗干净，实验时吸取油酸、酒精和溶液的移液管要分别专用，不能混用，否则会增大误差，影响实验结果。 2．待测油酸面扩散后又收缩，要在稳定后再画轮廓，扩散后又收缩有两个原因：一是水面受油酸液滴的冲击凹陷后又恢复；二是酒精挥发后液面收缩。
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高中物理1.1实验用油膜法测量油酸分子的大小优秀课件鲁科.

D.根据油酸酒精溶液的浓度, 算出一滴溶液中纯油酸的体积 V, 填入表中 E.用浅盘装入约2 cm深的水 F.将一滴油酸酒精溶液滴在水面上, 待油酸薄膜的形状稳定后, 将玻璃板放在浅盘上, 用彩笔将油膜的形状描画在玻璃板上 J.将画有油膜轮廓的玻璃板放在坐标纸上, 数出轮廓内的方格数(不足半个的舍去, 多余半个的算一个), 再根据方格的边长算出油膜的面积S, 填入表中
表中.
五､实验数据
油酸的体积V/m3 油膜的面积S/m2 油酸分子直径 d/m
六、注意事项 1 1.调制酒精油酸溶液时, 油酸浓度以小于为宜. 1000 2.浅盘内水不宜过满, 痱子粉应均匀的撒一薄层, 如果痱子粉撒的不均匀或过厚, 油膜将成辐射状, 不易测出油膜面积.
3.向水面滴油酸酒精溶液时,应靠近水面,如离水面太高,不
实验用油膜法测量油酸分子的大小
实验过程(学生用书P6) 一､实验目的粗测油酸分子的直径.
二､实验原理
油酸是一种脂肪酸,它的分子一部分对水分子有很强的亲和力,把一滴用酒精稀释过的油酸溶液滴在平静的水面上时,酒精很快溶于水,在水面上形成一层油酸膜,油膜面积最大时,
可以近似认为是单分子油膜,若把分子看成球体,则单分子油
以上步骤中有遗漏或不完全的,请指出.
(1)_________________ (2)_________________ 上述步骤的合理顺序是_________________ .
解析:(1)E步骤中,要在水面上撒均匀的一薄层痱子粉. (2)实验中需要H.用注射器或滴管将配制好的油酸酒精溶液一滴一滴的滴入量筒,记下量筒内增加一定体积(如1 mL)的
膜的厚度就等于分子的直径.如图所示,只要测出一滴油酸酒精溶液中纯油酸的体积V和这滴油酸溶液在水面上形成的单分子油膜面积S,由此求出的油膜厚度d,即可认为是油酸分子的直径

推力轴承温度分布及油膜厚度的测量

测试作业姓名：***学号：**********班级：A0702091学院：机械与动力工程学院推力轴承温度分布及油膜厚度的测量1 问题的提出及相关方法简介1.1推力轴承油膜厚度测量方法的介绍为了合理确定大型推力轴承的结构参数，实现在大比压工况下的全膜润滑，需要对推力轴承进行全面的试验研究。

推力轴承润滑油膜的特征参数测试是推力轴承试验研究的主要内容，一般地，表征推力轴承润滑性能优劣的主要参数有油膜厚度分布、油膜压力分布、油膜温度分布，与此相关的参数还有轴承损耗、润滑油流量、推力和转速等，其物理量为位移、压力、温度、流量、力和转速等。

油膜厚度是保证推力轴承可靠、稳定工作的最主要参数，也是检测难度最大的参数，而且实际工况还会影响到测量的精度和准确性。

对推力轴承油膜厚度等参数的测量，国内外都进行了大量的研究，获得了很多经验，也提出了多种检测方案和测量方法。

其中较为常见的油膜厚度检测方法包括：电阻法、电容法、电涡流法、光干涉法、光纤传感器法、磁阻法、超声波法、阻容振荡法以及冲击法等。

1）电阻法电阻法是最早提出的用于测量润滑油膜厚度的技术，此方法简单易行。

电阻法测量原理利用了金属导电性能与润滑油导电性能相差悬殊的特性以及油膜厚度与油膜电阻之间的关系。

当油膜将接触面完全隔开时电阻很大，而当金属接触时电阻急剧下降，它能相当有效地测定金属接触百分比，易于实现在线测量，监控推力轴承工作情况。

然而，本质上讲电阻法只能测定金属是否接触，以及接触面积的大小，而很难测定油膜的厚度，即只能给出定性的趋势，很难给出定量的数值，不能及时预防事故发生。

2）电容法电容法是一种比较成熟的技术，是润滑油膜测试技术中积累数据最多、使用经验最为丰富的方法，是一种公认的有效检测油膜厚度的方法.其原理是通过测量两物体之间的电容值来判断油膜厚度。

如果已知润滑油的介电常数，根据油膜的电容值随油膜厚度增加而降低的变化关系，可相当准确地计算出油膜厚度。

涂层厚度测量共40页PPT

▪
29、勇猛、大胆和坚定的决心能够抵得上武器的精良。——达·芬奇
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30、意志是一个强壮的盲人，倚靠在明眼的跛子肩上。——叔本华
谢谢！
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涂层厚度测量
11、用道德的示范来造就一个人，显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，她都不徇私情。—— 托斯
13、公正的法律限制不了好的自由，因为好人不会去做法律不允许的事情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是相互依存的。——伯克
▪
26、要使整个人生都过得舒适、愉快，这是不可能的，因为人类必须具备一种能应付逆境的态度。——卢梭
▪
27、只有把抱怨环境的心情，化为上进的力量，才是成功的保证。——罗曼·罗兰
▪
28、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。——孔子

油膜厚度测试

油膜厚度测试
光干涉法电涡流法电容法光纤传感器
油膜厚度测试
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1.流变模型的比较 1.流变模型的比较
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ要进行推力轴承油膜厚度测试的理论研究，建立符合实际工况的流变模型是基础。弹流接触区(推力瓦与镜板之间) 流接触区(推力瓦与镜板之间)的润滑油，在很短的时间内经受着极大的压力变化温度变化和极高的剪切率，描述润滑油时流变特性的模型较多
弹流油膜厚度测试技术的发展
弹流油膜厚度测试技术的发展
弹流油膜厚度测试技术的发展
由于在弹流条件下，润滑介质流变特性的确定性，离开弹流接触区的实际状态测量是不可能的，也是不确切的。因此，如何采用适当的测量手段实测流变参数，尤其是弹流油膜厚度，将是流变弹流润滑领域的一个重要课题。当然．在流变弹流数值分析方面，求得适于工程应用的油膜厚度计算公式和牵曳力计算公式，也是亟待解决的研究课题
可大致分为三类不含有极限剪切强度含有极限剪切强度，但剪应力只可趋近不能达到极限剪切强度含有极限剪切强度，且剪应力可以达到极限剪切强度
流变弹流润滑的数值分析
Gecim和Winer首次使用非牛顿流体的Gecim— Gecim和Winer首次使用非牛顿流体的Gecim— Winer流变模型进行了弹流计算。但是Gecim和 Winer流变模型进行了弹流计算。但是Gecim和Wirier 是基于Gtubin假设，而不是对Reynolds方程、流变方程是基于Gtubin假设，而不是对Reynolds方程、流变方程和油膜厚度方程进行完全数值解，并假设流体在零压下的极限剪切强度为零。Jacobson和Hamrock首次下的极限剪切强度为零。Jacobson和Hamrock首次用具有极限剪切强度的Smith流变模型，得出了线接用具有极限剪切强度的Smith流变模型，得出了线接触等温流变弹流润滑的完全数值解，由于解法上的问题，他们所计算的滑滚比极小。Wang和hang利用题，他们所计算的滑滚比极小。Wang和hang利用 Bait和Wilaer模型，求解了线接触流变热弹流问题。 Bait和Wilaer模型，求解了线接触流变热弹流问题。但在求解过程中沿膜厚方向采用了平均温度的概念，

油膜法测分子大小_PPT课件

用单分子油膜估测分子的大小
• 问题讨论：痱子粉用途：
油酸在水面上扩后，会将水面上的痱子粉推开，形成清晰地边缘，如果不用痱子粉，油酸扩散的边缘看不清，因为油酸是透明的。
误差分析 1．纯油酸体积的计算误差． 2．油膜面积的测量误差主要是： (1)油膜形状的画线误差； (2)数格子法本身是一种估算的方法，自然会带来误差．
用单分子油膜估测分子的大小
用单分子油膜估测分子的大小
• 实验原理：
将油滴到水面上，油会在水面上散开，几乎形成单分子油膜。如果把分子看成是球形的，那么单分子油膜的厚度就可以被认为等于分子的直径，如图所示：
用单分子油膜估测分子的大小
• 实验原理：
因此，只要先测出油滴的体积，再测出油膜的面积，就可以估算出油分子的直径。
用单分子油膜估测分子的大小
• 实验目的：估测油酸分子的直径。 • 实验器材：油酸、酒精、滴管、痱子粉、
量筒、刻度尺、蒸发皿。
用单分子油膜估测分子的大小
• 实验过程：
1、把已知浓度的油酸酒精溶液滴入量筒，记下滴数，测量并计算出每滴溶液中油酸的体积。
2、在蒸发皿内盛放一定量的水，再把痱子粉均匀地洒在水面上，滴入一滴油酸酒精溶液，待其散开。
用单分子油膜估测分子的大小
3、用透明方格纸（把方格复印在透明薄膜上），测量油膜的面积，如下图所示：
4、用d=V/S，就可估算出油酸分子的大小。
用单分子油膜估测分子的大小
• 数据记录：
1、油酸酒精溶液的浓度_______。 2、滴数_______。 3、量筒体积_______。 4、每滴溶液中油酸的体积V=_______。 5、油膜面积S=_______。

油膜厚度检测方法

油膜厚度检测方法说实话油膜厚度检测方法这事，我一开始也是瞎摸索。

我试过好多种方法呢。

我最先想到的就是拿尺子去量，你可别笑啊，当时就觉得油膜不就那么一层嘛，直接量量多厚不就得了。

但很快我就发现这不行，油膜哪是老老实实让你用尺子量的呀，它又不是一块硬邦邦的东西，这个方法完全失败了。

后来呀，我就想到利用光学原理。

我就像个小科学家似的，找了个激光设备，想通过光穿过油膜的折射啥的来判断厚度。

这个理论上感觉挺靠谱的吧。

我就捣鼓啊，但是具体的折射角度这些数据的处理可把我难坏了。

首先这个设备就不好校准，稍微动一下偏差就很大。

而且不同的油膜性质可能不一样，对光的反应也不一样，我都不确定我测出来的数据是不是准确的。

这时候我才知道，这个方法要搞准确得有专业知识，我光自己瞎鼓捣是不行的。

再后来啊，我还试过称重的方法。

我想呢，先找个已知面积的容器，涂上油膜，然后称一下有油膜和没油膜的重量差值，根据油的密度算出体积，再根据面积算出厚度。

但是这里面误差可太多了。

比如说在涂油膜的时候很难保证涂得特别均匀，可能某一处厚一点，某一处薄一点，那算出来的体积就不对了，厚度也就跟着错了。

最近我试了一个相对靠谱点的方法。

就是利用电容原理，就像那种电容屏手机的原理，当有油膜存在的时候电容的值会发生变化。

我呢，先是做了个小小的电容检测装置，把这个装置放在油膜附近，然后记录电容值的变化。

不过这个方法也不是那么容易的。

想要精确测量的话，周围的环境也很重要。

像温度湿度这些就可能影响电容的数值。

我就想啊，要是能在一个恒温恒湿的环境里测就好了。

要是你也想检测油膜厚度的话，我的建议就是如果对精度要求不是特别高的话，像那种称重啊，光学简单测测的方法可以先试一下。

但要是对精度要求高，那就得去研究那些更科学复杂的方法，而且得多去了解相关的知识原理，可不能像我之前那样瞎搞了。

而且在动手做之前，一定要把得考虑到的因素都列出来，别到时候像我发现一堆问题手忙脚乱的。

嗯，目前我也就摸索到这么些方法了，以后要是有新发现我再跟你说。

用油膜法测分子的大小实验课件

构具有重要意义。
通过该实验，可以深入了解分子的性质和行为，为相关领域的研究提供基础数据和理论支持
。
该实验有助于培养学生的实验技能和科学素养，提高其分析和解决问
题的能力。
对油膜法测定分子大小实验的反思和展望
在实验过程中，需要注意实验操作的规范性和准确性，以减小误差和提高实验结果的可靠性。
滴入一滴油酸溶液于水面上
取一个干净的浅盘，加入适量的蒸馏水。使用吸管或滴管，将一滴油酸溶液滴入水面上。
观察油酸在水面上的扩散情况，确保油酸溶液均匀散开。
记录油膜稳定后的面积
在油酸扩散后，使用标记笔在盘边标记油膜的边界。使用测量工具测量油膜的面积。
记录测量结果，并注意单位转换。
测量油酸的体积
油膜法测定分子大小的公式是根据物理学的原理推导出来的。
通过测量油膜的面积和厚度，结合已知的油滴量和水的密度等参数，可以计算出油膜分子的直径。
CHAPTER 03
实验步骤
配置油酸溶液
准备油酸、酒精、蒸馏水等实验材料。
将油酸与适量的酒精混合，搅拌均匀。用蒸馏水稀释油酸酒精溶液，配置成适当浓度的油酸溶液。
用油膜法测分子的大小实验ppt课件
contents
目录
• 实验目的 • 实验原理 • 实验步骤 • 实验结果分析 • 实验结论
CHAPTER 01
实验目的
掌握油膜法测定分子大小的原理
油膜法是通过测量油膜的厚度来间接测定分子直径的方法。
油膜法测定分子大小的原理基于分子热运动和表面张力的关系。
实验结论
油膜法测定分子大小的结果总结
01
实验中通过油膜法测定了分子的大小，并得到了较为准确的结果。

油膜测量法

油膜测量法
油膜测量法是一种常用于研究机械界面润滑工程的实验方法，其原理基于磨擦学的研究，通过测量液体部分填充两相固体之间的缝隙所形成的薄层液体厚度，来评估机械设备润滑状态。

该方法主要适用于高负荷、高速度、高温度条件下的机械设备，例如航空发动机、气轮机、汽车引擎等。

这些设备在运行时会产生大量的摩擦热，如果润滑不良，就会导致设备过早磨损甚至损坏。

油膜测量法的基本步骤包括选取实验样品、制备实验装置、添加润滑液、施加载荷、测量油膜厚度和分析数据等。

实验装置包括平行板、反光片、聚焦镜、光源、倾斜机械等。

实验前需要对实验样品进行清洗和处理，加入合适的润滑介质，施加一定的载荷，然后利用激光干涉原理或者干涉仪器测量润滑液形成的膜厚度。

油膜测量法可以用两种方法来测量油膜厚度：一种是点式，即仅能测量样品的一个点；一种是面式，即能够取得样品整个受力面的数据。

在实验过程中，需要注意保持实验条件的稳定性和精确性。

例如，测量液体温度、压力、载荷和速度等参数时，都需要精确地控制和测量。

此外，不同的润滑液对测量结果也会产生影响，需要合理选择和
比较多种润滑液的效果和差异。

通过油膜测量法，我们可以了解到润滑液的性能、磨损情况、接
触点形态等信息，以便对润滑剂和设备设计作出科学的决策和改进。

利用该方法进行性能测试和对比分析，对于机械制造、材料研发和工
业生产都具有重要意义。

实验用油膜法估测油酸分子的大小课件高二下学期物理人教版选择性(_7

液．
用注射器（或滴管）将配置好的油酸酒精溶液一滴
下
量
筒
内
增
加
一V0定
体1 m积L（
n
例
如
1
m
L
）
时
的
滴
数
n
，
计
算
出
每滴油酸酒精溶液体积的平均值
.
02 测量1滴油酸酒精溶液在水面上形成的油膜面积S
⑴在浅盘里盛上水，将爽身粉（痱子粉或细石膏粉）均匀地撒在水面上。
⑵用注射器向水面上滴1滴油酸酒精溶液。
油酸分子
➢ 分子的数量级很小，说明分子很小
d
水
四、误差分析
(1)油酸酒精溶液配制后长时间放置，由于酒精的挥发会导致溶液的浓度改变，从而给实验带来较大的误差。 (2)测量油酸酒精溶液的体积时，没有使用正确的观察方法而产生误差。 (3)油酸的体积过大，或水面面积过小，不能形成单分子油膜。 (4)描绘油膜形状的画线误差。 (5)利用小正方形数计算油膜的面积时，轮廓的不规则性容易带来计算误差。 (6)不考虑油酸分子的空隙，计算分子直径时的误差。
⑤ 本实验只要求估算分子大小，实验结果数量级符合要求即可.
1、把一片很薄的均匀塑料薄膜放在盐水中，把盐水密度调节为 1.2×103kg/m3时薄膜能在盐水中悬浮。用天平测出尺寸为 10cm×20cm的这种薄膜的质量是36g，请计算这种薄膜的厚度。
解:
1、把一片很薄的均匀塑料薄膜放在盐水中，把盐水密度调节为1.2×103kg/m3 时薄膜能在盐水中悬浮。用天平测出尺寸为10cm×20cm的这种薄膜的质量是 36g，请计算这种薄膜的厚度。
油膜的厚度d 就是分子的直径，若事先量得油酸体积为V，油膜

用光干涉极值法动态测定膜厚PPT课件

（1）（2）（3）
思考与讨论：
光强每经过一个周期的变化，膜层的厚度增加多少？
分组讨论2分钟
这种方法的优点是可实现镀膜过程中，膜厚的动态控制。应用：可用于制作增透膜、增反膜的膜厚控制等。
抢答
当两束光满足什么条件时能够发生稳定干涉？
思考与讨论：
（1）图中反射光的光程差是多少？分组讨论2分钟
（2）透射光的光程差又是多少？分组讨论3分钟
S
LP
●
●
a
iD
n1
b
i
n2
Ar r
C e
E
n1
Be
这两束透射的相干光的光程差是：
S●
n1 n2 n1
LP ●
a
iD
i
b
Ar C e
rELeabharlann Be干涉条件可写为：
☞ 专题：用光干涉极值法动态测定膜厚
一、引言：
薄膜光学是物理学领域近期发展出来的一个分支，它主要研究光在分层介质中的传播规律，如介质的折射率、反射、吸收及色散变化的规律等。
对于厚度小于10nm的膜，其光学特性（如折射率和吸收系数）与膜厚有显著的关系。在各种不同的应用中，对薄膜厚度的要求是十分严格的，所以不论何种形式的镀膜设备都需对膜厚进行监测。