在現代動(dòng)力傳輸系統中，人們越來(lái)越依靠使用變頻器持續控制電機和發(fā)電機的速度，而電蝕引起的損害則會(huì )越來(lái)越大。因此，這個(gè)問(wèn)題會(huì )在今后會(huì )日益凸顯。此外，在汽車(chē)動(dòng)力系統中使用較高電壓等行為，會(huì )導致未來(lái)釋放更多的能量。

電蝕造成的損害

電機或其他電氣元件的滾動(dòng)軸承中會(huì )發(fā)生電蝕，這是由于電流通過(guò)滾動(dòng)元件和滾道之間的接觸區而引起的。通過(guò)時(shí)會(huì )產(chǎn)生熱量，使表面局部熔化，形成幾微米大小的小坑。隨后，滾道上可能會(huì )出現溝槽，形成二次損壞。這兩類(lèi)損壞會(huì )導致軸承發(fā)出噪音，隨著(zhù)時(shí)間地推移，逐漸失效報廢。

解決這個(gè)問(wèn)題的方法有很多，例如，讓內圈或外圈絕緣，或使用陶瓷滾動(dòng)元件。但是，即便這些方案的成本不菲，也不見(jiàn)得一定能成功。其實(shí)，還有一個(gè)更簡(jiǎn)單、更有效的方法，那就是使用低阻抗潤滑劑，它能消散組件上產(chǎn)生的電流。

不過(guò)，潤滑劑大多是絕緣體。它們能阻礙電流通過(guò)，但也會(huì )加重金屬軸承部件中的電壓積聚現象。石墨和碳組成的黑色潤滑劑是解決此類(lèi)問(wèn)題的傳統方案。這類(lèi)潤滑劑可以消除寄生電流，但由于其中含有黑色的固體石墨顆粒，因此阻礙了平穩運行。由于這種顆粒會(huì )隨著(zhù)時(shí)間的推移離開(kāi)摩擦點(diǎn)，并受機械負荷的影響而發(fā)生變化，因此這類(lèi)潤滑脂的電導率會(huì )持續下降。

前景光明的新型潤滑劑

向潤滑劑中添加離子液體能消散電流，這種使潤滑劑具有導電性的方法比使用“黑色潤滑劑”更有優(yōu)勢。特別是高頻放電加工（EDM）的電流，這種電流可以通過(guò)配比合適的潤滑劑來(lái)中和。

離子液體——背景知識

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，離子液體屬于液體鹽類(lèi)。它們受到電荷脫域和立體效應的影響，晶體結構并不穩定。 根據定義，這些鹽的熔點(diǎn)低于100℃，在許多情況下甚至遠低于100℃，所以這些鹽在室溫下呈液體形態(tài)。離子液體的特性可根據要求，通過(guò)修改陽(yáng)離子或陰離子進(jìn)行調整。因此，它們可以在化學(xué)工藝工程的眾多領(lǐng)域中使用。

早在一百多年前，人們就認識到了離子液體和它們的特性，然而在隨后很長(cháng)一段時(shí)間內，人們并沒(méi)有關(guān)注它們，也沒(méi)有將它們用于產(chǎn)品或工藝中。 由于離子液體具備導電性，能降低不良電流通過(guò)率，因此成為了電機軸承問(wèn)題的“冷門(mén)”解決方案。

離子液體含有大量陽(yáng)離子和陰離子，因此抗氧化性也十分出色。它們具有熱穩定性，可在高達150℃的環(huán)境下使用，幾乎不會(huì )燃燒，同時(shí)非常易溶且無(wú)毒。極低的蒸汽壓力是它們的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。與含有導電顆粒的特種潤滑劑不同，離子液體不會(huì )產(chǎn)生噪音。經(jīng)過(guò)測試，部分潤滑脂完全能勝任高速運轉的應用需求。目前它們的速度系數超過(guò)了100萬(wàn)nxdm。

離子液體大大延長(cháng)了軸承的使用壽命，提高了工件的可持續性。不良電流引發(fā)的能量影響不僅會(huì )損害軸承，還會(huì )削弱潤滑劑的性能，過(guò)高的峰值溫度也會(huì )使潤滑劑分解；另一個(gè)積極影響是它們能延長(cháng)潤滑脂的使用壽命。

測試臺檢查和摩擦學(xué)分析系統、全面，能提供潤滑劑以及軸承狀況的數據信息。其中有一項重要數據，即軸承和潤滑劑相互作用的結果評價(jià)。我們會(huì )仔細檢查每個(gè)部件，所以任何損壞跡象都無(wú)所遁形。

測試臺結果顯示，使用離子液體時(shí)，由電流引起的軸承和潤滑劑損壞會(huì )大大減少。

離子液體——展望未來(lái)

通過(guò)離子液體進(jìn)一步優(yōu)化潤滑劑的導電性，同時(shí)保持其摩擦學(xué)性能。在能量通過(guò)率非常高的情況下，現階段還不能僅依賴(lài)潤滑劑來(lái)解決電流通過(guò)率不佳的問(wèn)題。 不過(guò)，這種方案可以減少軸承的尺寸，因此對工業(yè)來(lái)說(shuō)是非常可取的。將絕緣軸承和含有導電潤滑劑的附加放電元件結合使用，是一種頗有潛力的解決方案。