Граничные слои. Физико-химические

Граничные слои. Физико-химические свойства 237 Граничная смазка 237 Граничное трение 236 Граничное трение, влияние давления 251 [c.373]

Полагая, что физико-химические условия наводораживания металла в вершине трещины обеспечивают постоянство концентрации водорода в поверхностном слое, т. е. задавая граничное условие для диффузии в виде [c.354]

Пластическая деформация увеличивает физико-химическую активность поверхностных слоев, от которой зависит строение и свойства граничных слоев, протекание явлений физической и химической адсорбции, возможность схватывания соприкасающихся металлов, [c.11]

Рациональный подбор смазочного материала, благодаря чему создаются устойчивые граничные слои, в наименьшей степени изменяющие свои физико-химические свойства во всем диапазоне условий применения. [c.111]

Граничные и временные краевые условия позволяют выделить конкретный изучаемый процесс из общего класса явлений, описываемых совокупностью уравнения распространения тепла в движущейся среде, уравнениями движения вязкой жидкости и сплошности. Основным пространственным краевым условием для движущейся жидкости является характеристика скорости течения вблизи твердой поверхности. Из условия прилипания граничного слоя жидкости к поверхности стенки касательная составляющая вектора относительности скорости на стенке равна нулю. Для непроницаемой стенки в случае отсутствия какого-либо физико-химического процесса, сопровождающегося поглощением или выделением жидкости, нормальная составляющая скорости относительного течения также отсутствуют. Для входа и выхода жидкости из зазора обычно задают распределения скоростей и давления. Условия теплообмена различаются следующими краевыми условиями условием первого рода — задается распределение температуры на поверхностях в функции координат и времени второго рода — характеризуют распределение теплового потока на границе в функции координат и времени третьего рода — выражают зависимость температуры твердой стенки от температуры окружающей среды через коэффициенты теплоотдачи = ср+<7/ i = ср-(аст/а)(аг/аи)ет или (Эг/Эи)сх = -(Х/Аст) X X ( ст - ср). где Гст - температура стенки t p - температура среды q — плотность теплового потока а — коэффициент теплоотдачи. Временные краевые условия выражаются заданным распределением температур в характерный момент времени. [c.164]

Расслоение покрышки в зоне граничного слоя между деталями показывает, что утомление в этом слое развивается быстрее, чем в остальных частях покрышки, и в значительной степени определяется условиями образования этого слоя. Рецептурные, технологические и физико-химические факторы, взаимно влияя друг на друга, определяют строение граничного слоя , формирующегося в процессе дублирования и вулканизации. Возможны три типа соединения резинокордных деталей с сохранением границы раздела, с образованием переходного граничного слоя и с полной ликвидацией неоднородностей в области границы. [c.112]

Традиционной системой СИТ является самопроизвольное образование слоя смазочного материала при трении с граничной смазкой в результате адсорбции молекул смазочного материала на поверхности. Имеются и другие данные использования физико-химических явлений для защиты от изнашивания и для снижения трения. Однако в ИП имеется максимальное число СИТ, и эффект здесь наиболее полный и существенный. [c.32]

Как уже отмечалось ранее, одним из важных факторов обеспечения противокоррозионных свойств лакокрасочных покрытий является адгезионная прочность и ее стабильность при эксплуатации. В производственных условиях адгезионная прочность большинства покрытий при эксплуатации в водных сероводородсодержащих средах и влажной производственной атмосфере падает и нередко достигает нулевых значений. Прочность и долговечность адгезионных соединений определяется как природой поверхности металла, так и физико-химическими свойствами граничных слоев полимера. В большинстве опубликованных работ по исследованию адгезионных соединений рассматривается в основном влияние химической природы или структурных особенностей пленкообразователей на величину адгезионной прочности подложки и ее роли в процессах межфазного взаимодействия не уделяется должного внимания. Вместе с тем известно, что физико-химическое состояние подложки существенно влияет на процессы адгезионного взаимодействия и особую роль в этих явлениях играет адсорбированная на подложке вода [58]. [c.78]

В процессе эксплуатации в поверхностных слоях взаимодействующих тел наблюдаются существенные изменения как механических, так и физико-химических характеристик. В общем случае при этом возникают высокие температуры и происходят трибохимические превращения на поверхностях трения и в смазочном материале, а силовые взаимодействия вызывают интенсивное деформирование поверхностных слоев и их разрушение в процессе изнашивания. На взаимодействие твердых тел при граничной смазке в значительной степени влияет окружающая среда, замедляя или инициируя процессы, протекающие в зонах фактического контакта. Механические и температурные воздействия, сопровождающие трение, резко интенсифицируют процессы хемосорбции на поверхностях контакта. [c.46]

Выбор смазочных материалов для оптимальных смазок основывается на теориях 1) теории граничного слоя и проявлении адсорбционных явлений, связанных с физико-химическим взаимодействием жидкости-смазки на границе с твердым телом 2) гидродинамической теории трения (теория жидкостного трения), разработанной великими русскими учеными Н. П. Петровым, [c.235]

При нагружении трением в эксплуатации тонкие слои рабочих поверхностей находятся под многократным воздействием нормальных и тангенциальных напряжений и нагреваются до значительных температур. Особое значение в этих условиях имеют рабочие среды в зоне контакта. Естественно, что механические и физико-химические свойства тонких поверхностных слоев и основного металла резко отличаются. В качестве примера показан график изменения твердости по глубине для сечения вала двигателя, работающего при нормальных условиях граничного трения (рис. 5, а), и изменение твердости в сечении поверхностного слоя подшипника скольжения при развитии схватывания I рода (рис. 5, б). Отличия весьма [c.30]

Физико-химические свойства граничных слоев 237 Фрикционная связь 7, 8 Фрикционные материалы асбокаучуковые 331 [c.374]

Практически все тяжело нагруженные узлы трения современных машин и механизмов, смазанные жидкими или пластичными смазочными материалами, в определенные моменты (при пуске и останове, при высоких контактных нагрузках или температурах, при низких скоростях относительного перемещения трущихся деталей и т.д.) работают в основном в режиме граничной смазки. Поверхности трения при этом не разделены слоем первоначального смазочного материала, а непосредственный металлический контакт, приводящий к их повышенному изнашиванию и заеданию узла трения, предотвращается (или, по крайней мере, минимизируется) вследствие образования на рабочих поверхностях пар трения граничных слоев, представляющих собой продукты взаимодействия (физико-химического, коллоидно-химического или химического) активных компонентов смазочного материала с поверхностным слоем твердого тела [2, 3, 11]. [c.214]

Несколько иначе обстоит дело в условиях граничной смазки, при которой необходимо учитывать процессы физико-химической механики в тонких граничных слоях. [c.251]

Адгезия смазочного материала к металлу и энергия их взаимодействия играют важную роль в формировании смазочного слоя на контактных поверхностях. Механические свойства поверхностного слоя зависят от совокупности физико-химических и реологических свойств применяемых смазок, свойств самого материала (металла) и состояния его поверхности, а также от условий трения (температуры, давления, скорости перемещения и т. п.). Так, на инертных металлах (серебре, никеле и т.д.) и на стекле смазочное действие таких поверхностно-активных компонентов смазок, как жирные кислоты, ниже, чем неполярных парафиновых углеводородов. На активных металлических поверхностях (железо, медь, цинк и т. д.) жирные кислоты снижают трение, естественно, в значительно большей степени, чем парафиновые углеводороды. Для каждого сочетания металл — смазочный материал существует своя температура, выше которой коэффициент трения резко возрастает и происходит задир поверхностей. При этой температуре происходит разрушение (десорбция) ориентированной структуры в граничном слое смазочного материала. Поэтому высокие температуры, развивающиеся при трении, могут привести к такому нежелательному явлению, как схватывание с последующим вырывом материала. [c.122]

Таким образом, антифрикционное и противоизносное действие пластичных смазок обеспечивается потому, что они хорошо удерживаются в зазоре между трущимися поверхностями (механическое действие), образуют на поверхности металла граничные слои и вызывают его пластифицирование, связанное с понижением твердости (физико-химическое действие), или химически взаимодействуют с поверхностями трения (химическое действие). Наибольшее значение для смазок имеют две последние составляющие смазочного действия. Для проявления химической и физико-химической смазочной способности существенное значение имеет соотношение между скоростями образования граничного и пластифицированного слоев и их разрушением в процессе трения. При низких температурах скорость химического взаимодействия мала. Резкое ее увеличение при соответствующих условиях может привести к коррозионному или коррозионно-механическому износу металла. [c.123]

Противозадирные свойства. Металлы, сходные по атомно-кристаллической решетке и физико-химическим свойствам, в условиях граничной смазки свариваются. Процесс начинается с переноса (наволакивания) частиц одного металла на другой. Прилипшие частицы вызывают наволакивание новых частиц, пока поверхность не становится настолько неровной, что подшипник схватывается. Это явление наблюдается при работе термически необработанного вала по бронзе. Поверхность вала после перегрева и заедания иногда бывает покрыта слоем бронзы. [c.354]

В зоне контакта жидкости и твердого тела действуют поверхностные силы (адгезия, поверхностное натяжение, молекулярное притяжение). Поэтому поверхностный (граничный) слой жидкости, связанный с материалом мембраны, по структуре и физико-химическим свойствам может значительно отличаться от жидкости в объеме. Для смесей жидкостей поверхностный слой отличается от раствора в объеме еще и по составу, что играет определяющую роль при разделении смесей органических веществ. [c.324]

При изменении структуры и состава раствора в поверхностном слое значения показателей некоторых его физико-химических свойств (например, вязкости, диэлектрической проницаемости) отклоняются от соответствующих значений для раствора в объеме. При этом резкое снижение диэлектрической проницаемости воды свидетельствует о снижении подвижности молекул воды, что приводит к снижению растворяющей способности связанной воды. Для неполярных жидкостей заметного отличия от свойств в граничном слое не наблюдается. [c.324]

Чрезвычайно ценно то, что отражение света позволяет получать информацию о структуре поверхностных слоев такой информации другие методы дать не могут. Это делает явление отражения света интересным для широчайшего круга физических и физико-химических вопросов, в частности, для теории адсорбции, поверхностных и граничных явлений, катализа, теории растворов и физики критических явлений. [c.14]

Изнашивание — явление значительно более сложное, чем внешнее трение оно представляет собой результат совокупности физико-химических процессов, протекающих на поверхности трения и в граничных слоях полимеров. Известно, что скорость перемешения деталей практически не влияет на интенсивность абразивного изнашивания. Долговечность деталей и узлов трения при абразивном изнашивании зависит от давления, пути трения, твердости и структуры поверхности трения. [c.89]

При взаимодействии твердых тел пластическая деформация поверхностных слоев контактирующих поверхностей увеличивает их физико-химическую активность, от которой зависят строение, толщина и свойства граничных смазочных слоев, а также протекание физической и химической адсорбции. Действие смазочного материала при трении заключается в формировании адсорбционных, окисных пленок химических соединений и др. на контактирующих поверхностях [1, 2]. Известно, что с увеличением температуры ориентация адсорбционных слоев нарушается, а образующиеся окисные пленки химических соединений в процессе трения удаляются, образуются вновь, т.е. имеет место [c.64]

Такой вид трения называется избирательным переносом и используется там, где граничное трение недостаточно надежно или не обеспечивает долговечность машины [12]. Режим ИП характеризуется сложностью физико-химических процессов, что связано не только с многообразием внешних условий трения, но и с большим числом факторов, влияющих на ход этих процессов. К числу таких факторов, возбуждающих более сложные физикохимические явления на контакте при деформации и перемещении, следует отнести термодинамическую нестабильность смазки и металла давление и нагрев скорость перемещения, приводящую к столкновениям частиц на поверхностях трения каталитическое действие окисных пленок и самого металла на смазку трибоде-струкцию — разрыв молекул как гомеополярный, так и гетеро-полярный электризацию, способствующую притяжению частиц с разными зарядами и создающую двойной электрический слой образование различного рода дефектов в структуре металла де-поляризационный эффект трения в результате скольжения одной поверхности по другой, приводящий к снижению самопассивации вплоть до разрушения окисных пленок и ускорению коррозионных процессов эффект экзоэмиссии электронов, особенно при возвратно-поступательном движении. [c.5]

Реологические свойства граничных слоев масел, пластичных смазок и антифрикционных покрытий. В настоящее вре мя установлено неньютоновское поведение граничных слоев жидких Б объеме смазочных масел [15—17 25]. Поэтому следует рассматривать свойства системы жидкость — твердое тело, а не самой жидкости. В полимолекулярных граничных слоях за счет физико-химического взаимодействия с повер.хностью твердого тела (подложкой) возникает квазикристаллнческая структура [17 19 40], степень упорядоченности которой зази-сит от температуры, структуры молекул и расстояния от твердой поверхности. Такой характер строения тонких смазочных слоев позволяет предполагать градиент механических свойств по толщине слоя. Действительно, сопротивление нормальному и тапгищиальному напряжениям в полимолекулярном граничном слое увеличивается с утонением последнего и зависит от состава смазочной жидкости (рис. 9) [16]. [c.102]

Ранее отмечалось (см. 2-6), что природа процессов горения, абляции, сублимации различна. Однако они имеют между собой много общего. Их объединяет унос массы и перемещение границы, наличие физико-химических процессов, протекающих на поверхности и в слоях, прилегающих к этой поверхности, наличие тепловых эффектов тепловыделения или теплопогло-щения и т. д. Не вскрывая механизма физико-химических процессов, протекающих в различных фазах, рассмотрим процесс передачи тепла в конденсированной фазе при наличии тепловых эффектов в ней. При этом будем считать, что теплофизические параметры твердого тела не изменяются и граница перемещается в глубь конденсированной фазы со скоростью Ut. Начальная температура постоянна, и заданы граничные условия первого рода. [c.279]

Влияние интерметаллидных граничных слоев на прочность композицион-НЫ.Х материалов. Влияние физико-химического взаимодействия и прочности связи между компонентами на процессы разрушения композитов тесно связано с наличием или отсутствием интерметаллидных прослоек, которые могут образовьшаться на границах волокон и матрицы [241, 245, 248]. В некоторых случаях оптимальная степень физико-химического взаимодей- [c.43]

Таким образом, анализ совокупности экспериментальных данных, приведенных выше, по износу оловянистых бронз при трении в разных по природе и свойствам смазочных средах указывает на сложный комплекс механо-физико-химических процессов в зоне контактного взаимодействия. В первую очередь он связан с процессом диффузионного перераспределения олова в тонких поверхностных слоях сплавов, который изменяет свойства металла контактной зоны и граничных слоев смазки. [c.175]

Обращает ма себя внимание большой эффект последействия присадки БАРС . На третьем этапе износы поршневых колец и вкладышей подшипников не только не возросли, а значительно снизились. Снизился и удельный расход топлива. Это можно объяснить образованием на поверхностях трения модифицированных слоев продуктов взаимодействия конструкционных материалов с присадкой, которые играют роль твердосмазочных покрытий в режимах граничного и сухого трения. Использование присадки БАРС не вызвапо отрицательного воздействия на изменение физико-химических свойств моторного масла, при этом отмечаются низкая загрязненность элементов поршня нагарр- и лакоотложениями и попная подвижность компрессионных колец. Снижение износов деталей цилиндро-поршневой группы и кривошипно-шатунного механизма примерно в 4 раза позволяет рекомендовать эту присадку к применению в маслах дизелей, работающих на тяжелом топливе. [c.321]

Механизм качения в большой степени зависит от количества, вязкости, поверхностной активности и пьезокоэффициента вязкости и смазочного материала, находящегося в зоне контакта при качении. В условиях трения при граничной смазке работа сил трения на контакте при качении упругих тел, в основном, зависит от поверхностной активности и прочностных свойств масляной пленки, т.е. физико-химических свойств смазочного материала, а также от свойств поверхностного слоя деталей, которые взаимодействуют со смазочным материалом. Большое влияние на работоспособность тел качения оказывает шероховатость рабочих поверхностей. Способность смазочных материалов удерживаться на поверхностях трения тяжело нагруженного контакта в условиях граничной смазки возрастает с увеличением в определенных пределах микро- и макронеровностей на контактирующих поверхностях. Однако возрастающая при этом неравномерность распределения давления увеличивает опасность разрыва защитной пленки и задира поверхностей. С другой стороны, слишком высокая чистота поверхностей трения не способствует удержанию защитных пленок на поверхностях тел качения . Видимо, существует определенный уровень шероховатости рабочих поверхностей деталей, при котором смазоч- [c.80]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...