項目名稱：非牛頓流體流變學(xué)特性測試技術(shù)研究及應(yīng)用
獲獎級別：國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步二等獎
成果提示：該項目不僅為油品的流變性評價提供了更多的測試方向，而且為各種潤滑油及添加劑等產(chǎn)品研發(fā)、應(yīng)用和分析評定提供了先進(jìn)的測試技術(shù)，積累了各種具有指導(dǎo)意義的流變特性表征素材。同時作為一種先進(jìn)的測試技術(shù)儲備，該項目為今后航空航天、國防、汽車、機(jī)械、冶金等重大裝備在高溫、低溫、高轉(zhuǎn)速、重負(fù)荷、長壽命條件下的潤滑提供了研究方向。
“非牛頓流體流變學(xué)特性測試技術(shù)研究及應(yīng)用”項目獲得國家科技進(jìn)步二等獎后，我們采訪這個項目的參與者張春輝和水琳。
張春輝：中國石化潤滑油分公司科技開發(fā)部主任，化學(xué)工程與技術(shù)專業(yè)博士，教授級高級工程師。長期從事潤滑油產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用研究工作，主持多項重點科技攻關(guān)項目，多次獲得股份公司和北京市科技進(jìn)步獎。
水琳：中國石化潤滑油分公司高級工程師，摩擦及應(yīng)用學(xué)博士。獲得共青團(tuán)中央和中國石化集團(tuán)公司授予的2006年度杰出青年創(chuàng)新創(chuàng)效獎。中國石化有突出貢獻(xiàn)專家。
問：“非牛頓流體流變學(xué)特性測試技術(shù)研究及應(yīng)用”項目獲得國家科技進(jìn)步二等獎，首先向你們的研究團(tuán)隊和你們個人表示祝賀。請先介紹一下這個項目的總體情況。
答：該項目是由北京機(jī)械工業(yè)學(xué)院、北京賽科希德科技發(fā)展有限公司、中國石化潤滑油分公司、北京工業(yè)大學(xué)科研人員共同研發(fā)的。該項目從1998啟動，持續(xù)了7年之久。最初主要是研發(fā)生物醫(yī)學(xué)檢測設(shè)備，用來進(jìn)行人體血液的分析化驗。我們介入這個課題是在2003年。在與機(jī)械行業(yè)合作的過程中，一個偶然的機(jī)會，我們發(fā)現(xiàn)了這項研究課題，感覺它非常適合潤滑油這一典型的非牛頓流體的研究。對方也了解中國石化潤滑油公司的科研實力，決定把研究范圍擴(kuò)大到潤滑油領(lǐng)域，欣然邀請我們加入了課題組?？梢哉f，這項研究是長城潤滑油分公司實行科研重心前移，與大客戶所在行業(yè)科研院所優(yōu)勢互補(bǔ)、合作進(jìn)行科研創(chuàng)新的一個典范，是在潤滑油基礎(chǔ)研究方面的一個重要突破。
問：非牛頓流體流變學(xué)對于專業(yè)外的普通讀者來說，如同天書。請簡要介紹一下非牛頓流體流變學(xué)的基本原理和應(yīng)用于潤滑油研究的意義。
答：研究流體在應(yīng)力、應(yīng)變、溫度條件下與時間、流速等因素相關(guān)的變形和流動規(guī)律的科學(xué)稱為流變學(xué)。牛頓流體是指在任意小的外力作用下即能流動的物體，并且流動的速度梯度與所加的剪應(yīng)力的大小成正比，這種流體就叫牛頓流體。英國科學(xué)家牛頓在1867年發(fā)表了以水為介質(zhì)的一維剪切流動的試驗結(jié)果，史稱著名的牛頓黏性定律。人們發(fā)現(xiàn)，牛頓黏性定律對于描述像水和空氣這樣低分子量的流體是適合的，但對描述具有高分子量的流體就不合適了，那時剪應(yīng)力與剪切應(yīng)變率之間已不再滿足線性關(guān)系。為區(qū)別起見，人們將剪應(yīng)力與剪切應(yīng)變率之間滿足線性關(guān)系的流體稱為牛頓流體，而把不滿足線性關(guān)系的流體稱為非牛頓流體。血液、果醬、蛋清、奶油等非常黏稠的液體，牙膏、石油、泥漿、油漆、各種聚合物（如聚乙烯、尼龍、滌綸、橡膠）溶液等，都屬于非牛頓流體。
將非牛頓流體流變學(xué)的原理和方法應(yīng)用于潤滑油的研究，主要是針對潤滑油的非牛頓特性，研究油品黏度隨溫度、時間等變化的規(guī)律，為油品的流變性評價提供更多的測試方向，解決油品在高溫或低溫條件下流變性能變化對設(shè)備造成的潛在影響。
問：運(yùn)用非牛頓流體流變學(xué)的原理和方法研究潤滑油，是一個創(chuàng)新性的課題。你們和其他參與這項研究工作的技術(shù)人員在研究過程中一定遇到許多困難。
答：在潤滑油行業(yè)中，過去很少從這個方向開展深入研究，可以借鑒的研究資料很少，是個填補(bǔ)空白的創(chuàng)新性課題。我們在研究過程中遇到的最大難題是，課題組原來的測試平臺主要是針對血液檢測研究搭建的，不適合對潤滑油流變性的檢測研究。潤滑油比人體血液復(fù)雜得多。就長城潤滑油分公司而言，有19大類上千個品種產(chǎn)品，需要通過檢測建立起上千個非牛頓流體特征指標(biāo)體系。因此，調(diào)整檢測平臺參數(shù)，使其很好地適應(yīng)潤滑油的測試，是件非常困難的工作。在這個過程中，我們在課題組創(chuàng)建的測試平臺基礎(chǔ)上，同心協(xié)力，研究出了適用于潤滑油的非牛頓流體流變特性測試方法，并在多項關(guān)鍵技術(shù)上取得了突破。
問：這項基礎(chǔ)研究成果對于潤滑油的研發(fā)與應(yīng)用將帶來什么影響呢？
答：我國幅員遼闊，南北地域溫差很大。各種機(jī)械設(shè)備對潤滑油品的黏度隨溫度變化的要求越來越高，加氫基礎(chǔ)油、合成烴型基礎(chǔ)油的應(yīng)用也日益增多。應(yīng)用非牛頓流體流變學(xué)特性測試系統(tǒng)，可以有效地對潤滑油基礎(chǔ)油、添加劑及潤滑油產(chǎn)品進(jìn)行黏溫性能、流動特性的評價和測試，不僅為油品的流變性評價提供了更多的測試方向，而且為各種潤滑油及添加劑等產(chǎn)品研發(fā)、應(yīng)用和分析評定提供了先進(jìn)的測試技術(shù)。
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