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【推薦閱讀】電子自旋共振為評估機油的使用壽命提供了有益工具
潤滑發動機可以讓發動機有效地工作，并經歷最小的磨損，從而優化燃油經濟性和發動機的使用壽命，進而降低運行成本。維護發動機的潤滑油，是確保車輛在其整個生命周期內持續、平穩運行的重要一環。潤滑油一旦降解，就必須進行更換。在使用過程中，潤滑油會經歷氧化、熱分解和機械磨損的過程，發生降解。
這些過程導致了殘留物的形成，這些殘留物會改變潤滑油的黏度，從而導致潤滑油過濾器和其他發動機部件堵塞。這會損害機油的潤滑功能，從而導致發動機面臨過度磨損和使用壽命縮短的風險。
盡管機油的特殊配方和化學添加劑有助于減少氧化降解，但隨著時間的推移，機油的潤滑性能將不可避免地降低。因此，知道機油的保護性能何時無法為發動機提供保護，才是重點所在。無法提供保護時，就需要更換機油。用過的機油是一種危險廢棄物，必須進行相應的處置。
了解潤滑油的狀況，對于提供換油間隔指導而言非常重要，這可以最大限度地保護發動機，并盡可能地減少產生的廢棄物。本應用文檔探討了一種新技術，可更準確地評估何時需要更換機油。
潤滑油的降解主要是隨著自由基的氧化過程進行的。因此，自由基的形成速度和水平提供了一個有益指標，該指標表明了特定的機油在實際駕駛條件下的性能。所以，現在，我們的工作是在典型的駕駛條件下、在機油的使用壽命期間，研究如何使用電子自旋共振波譜儀（ESR，又稱EPR）測量自由基的形成。
ESR技術是能夠直接測量材料中自由基形成的方法。本文建議確定機油的自由基ESR信號與其駕駛時間是否存在關聯。由于自由基是機油中氧化降解的初始產物，因此，能夠監測其濃度，將有助于確定特定的機油類型或配方在當前的性能狀況。
在車輛每行駛1000公里后，使用一臺ESR波譜儀分析從同一臺發動機的量油尺上取出的潤滑油樣品中的自由基。圖1顯示的是測得的經過典型使用后的X-5W40W機油的典型ESR譜。最下方是新潤滑油的波譜；最上方的是使用了10100 km時的波譜。
圖1：使用里程（單位：km）不斷增加時，X-5W40機油的ESR譜
ESR信號與行駛距離成正比。通過對三種不同類型的機油的ESR譜的中心峰強度進行測量，發現自由基的濃度與機油的降解狀況幾乎呈線性關系（以車輛行駛的公里數表示）見圖2。
圖2：ESR信號強度與機油使用里程（單位：km）的關系
結論如下：由于機油的降解與行駛里程有關，ESR為評估機油降解提供了一種寶貴的新方法。該方法可以提供一種工具，來優化對發動機的保護，同時還可以在其實際保護性能失效之前，盡可能地減少對機油進行不必要的處理。
布魯克的電子順磁共振（EPR）產品組合，從易于操作且具有高通量樣品自動化功能的臺式系統，到落地式高分辨率成像系統，不一而足。布魯克EPR解決方案組合包含按鈕操作的質控工具，可直接監測和跟蹤材料變化。
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參考文獻：
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Zzeyani S, et al. Spectroscopic analysis of synthetic lubricating oil. Tribology International 2017; 114:27