生質切削油與潤滑油技術

生質潤滑油技術:本聯盟發明的2種生質潤滑油(植物性潤滑油與植物廢棄物潤滑油)其磨耗與摩擦性能皆優於傳統石油基潤滑油，尤其摩擦係數約為石油基潤滑油的50%，其節能效果與成本競爭力均極佳。生質潤滑油技術主要是產業技術故只有少量以論文形式發表，如個人資料論文編號: 19,29,55,70,74外，主要以專利發表 (以下皆為第1作者)及書籍出版推廣專業知識:

1. 發明專利,「わらのバイオ油」, Japan, P2014-177590A , 2014.

2. 發明專利,「以稻稈廢棄物為原料之生質潤滑油」, China, ZL201210252180.3 , 2014.

3. 發明專利,「稻稈生質潤滑油」,中華民國, I467002 , 2015.

4. 發明專利,「咖啡生質油潤滑油」,中華民國, I525190 , 2016.

5. 發明專利,「奈米顆粒咖啡潤滑油」,中華民國, I664284 , 2019.

6. 發明專利,「全生質咖啡潤滑油」,中華民國, I673356 , 2019.

7. 發明專利,「Coffee Lubricant Having Nanoparticles」,美國, US10920168B2 , 2021.

8. 書籍:S. V. Kailas, Jeng-Haur Horng, P.S. Suvin, 2023, Multifunctional Bio-Based Lubricants: Synthesis, properties and applications: Chapter 2: Bio-based lubricants and their environmental sustainability”, IOP Publishing. Online ISBN: 978-0-7503-3435-8 • Print ISBN: 978-0-7503-3433-4

潤滑油技術:個人自碩士開始即以潤滑油技術為研究主軸近37年，近5年除了綠色潤滑劑外，主要在潤滑油劣化的機械性能影響與潤滑性能檢測二個實務技術方向，及三體磨潤系統理論建立進行結合，以提供產業可資利用的專業技術。

潤滑油劣化的機械性能影響: 潤滑劑長時間使用後會逐漸劣化導致性能降低或引起元件表面損傷，劣化因子包含有有水分、顆粒與氧化三大類，如何延長潤滑劑劣化時間以增加使用壽命，是現今產業現場成本與品質最大課題。個人有系統以學理角度分析機制，除論文編號40, 41, 46, 47, 48外，主要有以下:

1. J.H. Horng, T.Na Ta, R.Y. Jheng, M.W. Huang, K.S. Zhang, E. Torskaya, 2023, “Effect of Liquid Contaminants on Tribological Performance of Greases”, WEAR, Vol. 530-531, 205054. (SCI)

2. J.H. Horng, C.C. Yu, Y.Y. Chen, 2023, “Effect of Third-Particle Material and Contact Mode on Tribology Contact Characteristics at Interface”, Lubricants, Vol. 11, 184. (SCI)

3. P S Suvin, A.Datey, D. Chakravortty, S.V. Kailas, J.H. Horng, 2020, “Tribological and Microbial growth analysis of Cutting Fluids”, 2020 International Conference on Engineering Tribology and Applied Technology, Alishan, Taiwan. (2020/11/06~08) (Merit Award)

潤滑性能檢測:分為一般物性與化性的性能檢測，其相關設備與功能詳見微奈米磨潤與界面工程中心(https://sites.google.com/site/micronanotribologylab/about-us/equipment)，與創新潤滑油劣化檢測技術，個人創新技術如下4個專利:

1. 發明專利,「以光穿透率面積監控潤滑油含水量之檢測方法」,中華民國, I575234 , 2017.

2. 發明專利,「潤滑油中磨屑之檢測方法」,中華民國, I679412 , 2019

3. 發明專利,「以紅外線檢測待測液中含水量之方法」,中華民國, I730889 , 2021.

4. 發明專利,「潤滑脂磨屑檢測方法」,中華民國, I750824 , 2021.

三體磨潤系統理論與應用:解決界面存在顆粒之事實，但是國際上卻尚未解開之研究難題，界面無顆粒的二體接觸是理想狀態。所有元件運轉後界面必然存在有第三顆粒(third body)，如圖6.17所示，第三顆粒來自機件間的磨屑顆粒、環境污染顆粒、研磨液或潤滑劑內含的微奈米顆粒。這些顆粒有些提升、有些降低界面性能，甚至造成元件失效需要更換。但是一直未有理論解釋其變好或變壞的理由與機制。個人提出國際上最完整的三體磨潤模式：突破過去研究的困難點有(1)表面、顆粒與液體三者的力平衡公式無法建立(2)潤滑油油膜厚度、不同顆粒大小分布與粗度波峯變形三者關係無法建立。本論文整合接觸表面、潤滑劑與顆粒三者之間的力學平衡、運動學、變形理論與流體力學雷諾方程式，以統計方法與負荷分攤機理提出三體磨潤分析架構，建立分析不同顆粒種類、大小與濃度下，求出總真實接觸面積、及其中的彈性、彈塑性、塑性接觸面積百分比、間隙等數值，並可以進一步計算出摩擦、磨耗與接觸溫度。此理論可應用於任何產業的運動元件與結構元件，準確分析與預測其性能。例如軸承、引擎、齒輪、關節、化學機械研磨、機械手臂、加工製造等。圖6.18說明界面顆粒大小的影響，當顆粒700nm在比膜厚hc/s=2.0時，固體負荷百分比已是100%為邊界潤滑，但是若以傳統2體潤滑分析時，固體負荷百分比接近0為液動潤滑，二體潤滑與三體潤滑差異極大，可見三體磨潤系統理論的重要性。圖6.19應用三體磨潤系統理論於磨合過程(running-in process)的實例，提出新2階段磨合過程機制，添加適當顆粒大小與濃度使其達到省時與高品質的磨合過程。