Механизм трения графита

Механизм трения графита

Поверхность скалывания графита является поверхностью низкой энергии. Это подтверждается, например, тем фактом, что вода не смачивает поверхность скалывания и не растекается по ней. С другой стороны, края кристалла графита являются высокоактивными и легко реагируют с кислородом и водяным паром. Поэтому на воздухе кристалл графита состоит из естественных поверхностей скалывания низкой энергии, а края поверхностей имеют значительно сниженную адсорбированными газами поверхностную энергию.

Таким образом, когда кристаллы графита скользят один по другому на воздухе, взаимодействие будет незначительным с любыми поверхностями кристаллов, которые трутся друг по другу.

Однако прочность основной массы при этом все еще остается относительно высокой, в связи с чем площадь контакта сохраняется незначительной.

В итоге трение также оказывается низким.

На дегазированном в вакууме при высокой температуре графите адсорбированные или смешанные поверхностные пленки будут содействовать образованию летучих окислов углерода, а также свободных радикалов на краю кристаллов и любых несовершенств внутри решетки, которые доступны для газа.

Поверхности скалывания вряд ли будут затронуты, так что взаимодействие между ними поэтому не будет нарушаться. Однако взаимодействия край-край и край-поверхность скалывания будут усиливаться.

Таким образом, при скольжении графита будут иметься большие силы взаимодействия на поверхности раздела, в результате чего трение и будут большими.

Этим можно объяснить то, что для сохранения обычных величин трения и износа необходимо только пропитать края.

Это поведение осложняется изменениями в поверхностной ориентации.

Для графитовых поверхностей на воздухе в результате скольжения образуется ориентация, в которой поверхности скалывания с низкой энергией почти параллельны поверхности раздела, на которой происходило скольжение.

Для дегазированных поверхностей такой ориентации не наблюдается (Гудман и Роу, 1956 г.).

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *