传统流体与液态金属：润滑效应研究

一些场合下，液态金属可作为理想的润滑剂，而赋予磁性的液态金属在利用外场控制方面更显灵活。我们知道，润滑的目的是旨在减小机器零件在运转时的摩擦阻力和提高润滑膜的承载能力［1］，常规的润滑油由于密度偏低且存在变性问题，在应用上有一定局限。液态金属密度远高于传统润滑液，且表面张力高，不易蒸发和泄露，因此在轴承和轴颈之间的狭缝中充满磁性液态金属润滑流体后，当轴承以一定速度旋转时会产生巨大的压差，轴颈得以被液态金属润滑膜托起，从而形成偏心圆环，使轴承和轴颈避免直接接触，起到减少摩擦阻力的润滑作用。

磁性液态金属可用于提升如下几类最为常见的润滑模式［1］：

油膜注滑　以油膜作注滑剂的润滑，此方面应用中可尝试采用磁性液态金属直接替换原有的润滑油，但在具体液态金属的选择上有所不同；

气膜润滑　以空气等气体膜作润滑剂的润滑，此方面应用中可适当引入液态金属，实现气体与液体的复合润滑；(www.xing528.com)

弹性流体动力润滑　具有变黏性系数润滑膜和弹性变形接触面的润滑，此类问题同样可发展出功能化磁性液态金属润滑膜；

流体静力润滑　润滑膜两界面无相对切向运动的润滑，液态金属由于密度高、表面张力大，在该问题的应用上有天然优势。

除以上几种类型的润滑外，在核反应堆和核动力涡轮发电机等高温的工作环境中，已有前人研究采用磁流体润滑，以便通过外加电磁场来提高润滑滑膜的承载能力，无疑，沸点高达2 000℃的磁性液态金属在这类特殊应用场合中可望发挥充分作用。液态金属作为导电流体，可通过磁场感生电流，此时电流和磁场相互作用会产生洛伦兹力，这个力的方向与黏性力的方向一致，从而有助于提高承载能力。