Граничные пленки

Увеличение нагрузки,скорости или температуры приводит к тому,, что граничная пленка разрывается и происходит контакт чистых твердых поверхностей с образованием мостиков адгезии, а также. механическое зацепление неровностей одной поверхности трения с другой. В этом случае наряду с упругими появляются пластические деформации металла поверхностных слоев. Возникают значительные местные разогревы объемов металла. Чем больше металла охвачено пластическими деформациями, тем больше будет температура поверхностного слоя. Если в топливе имеются поверхностно-активные соединения, то пластическая деформация облегчается и сосредоточивается в очень тонком поверхностном слое (эффект П. А. Ребиндера). Происходит пластифицирование поверхностных слоев, нагрузка распределяется более равномерно по площади контакта. Вместе с тем при пластическом деформировании металла и его разогреве химические реакции между компонентами топлива и металлом проходят с большей скоростью. На поверхностях трения образуются слои [c.70]

При правильном подборе противоизносных и противозадирных присадок малый износ деталей трансмиссии будет обеспечиваться в определенных пределах независимо от вязкости масла. Вместе с тем вязкость трансмиссионных масел должна быть оптимальной, так как высоковязкие масла, обеспечивая более устойчивую граничную пленку, улучшая герметичность уплотнений, приводят к значительным потерям на трение, особенно в условиях низких температур. [c.183]

Смазывающая способность масел должна проявляться в двух положительных качествах масла во-первых, в способности предотвращать износ поверхностей трения в условиях устойчивой граничной пленки масла в области окислительного (по классификации Б. И. Костецкого) износа, т. е. масло должно обладать противоизносными свойствами во-вторых, в способности отодвигать в сторону больших нагрузок, больших скоростей скольжения и более высоких температур момент разрыва граничной пленки масла и наступления схватывания металлов, т. е. масло должно обладать противозадирными свойствами. [c.158]

Б. В. Дерягин, исследуя состояние тонких смазочных слоев, показал, что масло в этих условиях коренным образом отличается от масла в объемных условиях. Тонкие граничные пленки ведут себя, как пластичные тела, имеют определенную величину напряжения сдвига. Этими же исследованиями было показано, что тонкие граничные пленки обладают особой способностью расклинивающего действия. Эффект расклинивания состоит в том, что в тонких граничных слоях развивается давление, не только препятствующее сближению поверхностей, на которые нанесен слой, но и стремящееся их раздвинуть. Давление это растет с уменьшением зазора. Расклинивающее действие увеличивается со скоростью, т. е. имеет не только статический, но и динамический характер, что особенно важно, так как смазке подвергаются поверхности, имеющие относительное перемещение. [c.131]

При трении металлов их поверхностные слои разогреваются до значительных температур. Количество тепла, выделяющегося при трении, зависит от скорости скольжения, нагрузки на трущиеся поверхности, свойств металлов, из которых изготовлены детали и свойств смазки. При увеличении скорости скольжения или нагрузки увеличивается количество тепла, выделяемого в процессе трения, — повышается температура граничной пленки масла. При достижении критической температуры, характерной для каждого сорта смазки, граничная пленка теряет смазывающую способность. Происходит разрыв граничной пленки и резко увеличивается износ металлов. При постоянных значениях нагрузки и скорости скольжения аналогичная закономерность получается при повышении внешней температуры испытания, что видно из рис. 70 и 71. [c.132]

В моменты запуска и останова граничная пленка масла должна защищать узлы трения двигателя от сухого трения, а также обеспечить надежную работу шестерен редуктора и других силовых передач, где образование жидкостного трения невозможно. Следовательно, масло должно обладать высокой смазывающей способностью. Таким образом, масло в двигателе подвергается действию высоких температур и давлений, находится в тесном контакте с различными металлами в присутствии кислорода воздуха. В таких условиях оно должно быть весьма стабильным, чтобы длительное время сохранять свои свойства и не давать больших загрязнений в виде нагара, лака и шлаков. [c.179]

В процессе образования граничные пленки сначала физически адсорбируются на поверхности трения. Энергия связи таких пленок с поверхностью относительно невелика. Во многих случаях физически адсорбированные пленки вступают в химическую реакцию с поверхностью трения с образованием новой субстанции — хемосорбированных пленок, характеризующихся высокими энергиями связи. Существенную роль при образовании пленок в результате адсорбции или химической реакции играет температура. При ее повышении рост пленок за счет физической адсорбции уменьшается, скорость образования химически связанных пленок увеличивается. Температуру, при которой разрушается адсорбированная пленка, можно рассматривать как меру прочности этой пленки. Эта температура называется критической температурой перехода к сухому трению [249]. Действительные температуры зависят от режима [c.238]

Как было показано Б. В. Дерягиным и А. С. Ахматовым, под действием силового поля металла в тонких граничных слоях жидкость (смазка) приобретает свойства, существенно отличные от свойств жидкости в объеме. Существует критическая толщина граничной пленки (Лк), меньше которой прекращается скольжение между молекулярными рядами смазки. При этом слои с толщиной ниже критической способны выдерживать [c.239]

Адсорбционная способность имеет большое значение при оценке эффективности действия противоизносных присадок в сочетании с полимерными добавками типа полиизобутена. Установлено, что при совмещении противоизносных присадок с полиизобутеном соединения, содержащие серу, снижают эффективность действия, а хлорсодержащие соединения, наоборот, повышают ее по сравнению с загущенными минеральными маслами без присадок. Этот факт, как показали специально проведенные исследования, связан с конкурентной адсорбцией на металле молекул присадки и полимера, что препятствует созданию прочной и достаточно работоспособной граничной пленки на поверхности трения. [c.258]

При граничном трении в результате адсорбции поверхностноактивных компонентов масел активными центрами твердой поверхности на металле образуется граничная пленка, которая разделяет трущиеся поверхности и препятствует непосредственному их, контакту. Такие адсорбционные пленки способны защищать металлические поверхности от трения и износа только при сравнительно невысоких температурах и нагрузках при повышении этих параметров пленки десорбируются, вследствие чего теряется смазочная способность масла. Поэтому для снижения трения и защиты поверхностей от износа при высоких удельных нагрузках и высоких местных температурах на трущихся поверхностях следует создавать прочные граничные пленки путем применения различных химически активных соединений — присадок. Если поверхностно-активные компоненты масел лишь адсорбируются на металле, то присадки, вводимые в масла, в основном химически взаимодействуют с трущимися поверхностями, образуя более прочные граничные пленки. [c.101]

При тяжелых режимах трения эффективная защита поверхности достигается путем создания на трущихся поверхностях прочных граничных пленок, которые образуются в результате химической реакции противоизносных присадок с металлом. По современным представлениям, при тяжелых режимах граничного трения происходит обнажение атомов кристаллической решетки железа. Находящиеся на поверхности атомы имеют значительную потенциальную энергию,, чем и объясняется высокая хемосорбционная способность поверхности железа. [c.131]

Противоизносные свойства характеризуют способность масел обеспечивать малое сопротивление граничных пленок тангенциальным перемещениям и высокое сопротивление контакту поверхностей под действием нормальной нагрузки, снижение их износа. [c.438]

Эют экспресс-метод определения эффективности деэмульгатора основан на его способности разрушать пленку, образующуюся на границе раздела нефть — вода. Чем более эффективен деэмульгатор, тем быстрее он разрушает граничную пленку. [c.177]

Скорость реакции сравнима со скоростью диффузии реагента в фазе катализатора. Предполагая, что в граничной пленке катализатора концентрация реагента постоянна и равна концентрации насыщения (что может быть в том случае, когда массопередача к границе раздела происходит со значительно большей скоростью, чем диффузия реагента в катализаторе), для скорости реакции первого порядка можно получить выражение [c.158]

Граничная пленка образуется в результате адсорбции (прилипания) молекул смазочного масла к поверхности трения или химического взаимодействия активных элементов масла с,поверхностью металла. По мере увеличения вязкости масла повышается его способность к образованию граничной пленки, т. е. улучшаются его смазывающие свойства. Прочную граничную пленку образуют также смолы, сернистые соединения и другие вещества. [c.46]

Благодаря методу уравновешивания действующей на кольцо силы, граничная пленка подвергается минимальному искажению до отрыва кольца. Динамические изменения межфазного натяжения при старении межфазной поверхности возникают при использовании упора для коромысла. Сила, отрывающая кольцо от межфазной поверхности, равна сумме веса кольца и жидкости, поднимаемой с ним. Ее можно легко подсчитать. Максимальное усилие Р акс равно произведению межфазного натяжения оМ/В на общий [c.166]

Чтобы уменьшить отложения кокса, на установках термического крекинга внедрена подача в сырье перед печью небольшого количества турбулизируюЩего, т. е. ускоряющего скорость движения потока вещества — воды. Попадая в поток сырья, имеющий температуру 390—400°С, вода немедленно испаряется. Объем паровой фазы резко увеличивается, поток сырья интенсивно перемешивается, скорость потока возрастает. Особенно важно, что увеличивается скорость движения расположенной у стенки трубы граничной пленки. Именно эта пленка является основным источником коксообразования. [c.190]

Для экономичной регенерации растворителя и удовлетворительной работы установки обогрев экстрактной и рафинатной отпарных колонн должен проводиться при помощи замкнутой системы масляного обогрева, чтобы предотвратить нагрев тонкой граничной пленки фурфурола до температуры, превышающей 355°. При температуре всего фурфурола или потока его более 232 образуется кокс. Должны быть приняты меры, предотвращающие окисление масла и растворителя, особенно при очистке высокоароматического сырья. Применение окисленного фурфурола при очистке ароматических масел сопровождается образованием отложений полимерных веществ и кокса в трубопроводах и аппаратуре. Этот недостаток можно уменьшить созданием во всех емкостях для фурфурола подушки инертного газа, деаэрацией сырья, предотвращением подсоса воздуха на приеме насосов, проведением отпарки обескислороженным водяным паром и, возможно, добавкой антиокислителей к фурфуролу. Кроме того, при изменении уровня жидкости в отдельных аппаратах системы в них должен подаваться инертный газ применение меди илп медных сплавов недопустимо, так как этот металл катализирует разложение фурфурола. Предполагают, что хлористый натрий усиливает образование кокса в экстракционной аппаратуре поэтому целесообразно нефти, из которых вырабатывают масла, предварительно обессоливать. [c.250]

Образованию граничных пленок в зоне трения способствует поверхностная энергия твердого тела. [c.8]

Таким образом, граничные, пленки, формируемые из раЗ личных компонентов моторного масла на трущихся деталях двигателя, имеют огромное значение для всех процессов трения, износа и граничной смазки. Эти пленки разделяют трущиеся поверхности, когда отсутствует жидкостная смазка, и, препятствуя непосредственному металлическому контакту, предотвращают их ювенильное трение и схватывание. [c.11]

Граничные пленки, образованные из жидких смазывающих веществ, имеют некоторые недостатки. При повышении температуры смазывающие свойства граничных пленок ухудшаются. Объясняется это нарушением ориентации граничных слоев смазывающих веществ и значительным снижением вязкости масла. При понижении температуры подвижность гибких цепочек моле- [c.8]

В действительности процесс образования граничных пленок гораздо сложнее. Многие полярно-активные соединения масел химически взаимодействуют с металлом. При этом повышается пластичность поверхностных слоев, металл легче деформируется. Все это оказывает существенное влияние на снижение коэффициента трения и уменьшение интенсивности изнашивания. [c.146]

Смазывающую способность масел оценивают испытаниями на различных машинах трения. В зависимости от их конструкционных особенностей, режимов работы, используемых методик испытаний оценочными показателями могут быть значение коэффициента трения, потеря массы истираемых образцов или диаметр пятна износа, нагрузка, под действием которой разрушаются граничные пленки и др. [c.147]

Результаты исследований коррозионного влияния продуктов нефтепереработки и нефтехимии на металлическую поверхность показали, что эти продукты не обладают коррозионной агрессивностью по отношению к металлу. При введении в исследуемые базовые компоненты профилактической смазки ТНО до 20% масс на поверхности металла образуется защитная граничная пленка способная предохранять металлическую поверхность от коррозии в течении одного года. [c.23]

При образовании стабильной адгезионной пленки и сохранении неизменного режима трения наблюдается постоянная скорость износа пластмассы вплоть до разрушения адгезионной пленки. В сущности, это явление аналогично образованию граничных пленок при смазке. При трении полиамидов по сухой поверхности действительно наблюдали образование таких пленок, которые оказались весьма стабильными. [c.125]

Тормозящая сила состоит из задерживающего усилия со стороны газа или пара на свободной поверхности конденсата и из задерживающего усилия внутренней граничной пленки рассматриваемого элемента жидкости. Эта сила равна [c.575]

В этом случае свойства граничной пленки становятся отличными от объемных свойств и коэффициент трения будет зависеть уже не от вязкости смазки, а от наличия в ней поверхностно-активных веществ, имеющих полярные молекулы. [c.9]

Сущность граничной смазки заключается в следующем. В результате взаимодействия металлических поверхностей со смазочным маслом на образовавшейся окисной пленке, покрывающей основной металл, формируются вторичные адсорбционные граничные пленки из компонентов масла. Силы, действующие на адсорбированные слои смазки, можно условно разделить на химические (хемосорбция), адсорбционные (силы Ван-дер-Ваальса между твердым телом и молекулами, адсорбированными на его поверхности) и межмо-лекулярные (между адсорбированными молекулами), а также силы водородной связи. [c.9]

Такие адсорбционные граничные пленки, состоящие из полярных молекул цепного строения, обладают очень высокой прочностью на сжатие, высокой упругостью и при наличии нормального давления обеспечивают возможность легкого скольжения в результате сдвига ло плоскостям, образованными концевыми группами молекул. Прочность структурированной пленки возрастает с увеличением давления, что способствует предотвращению контакта трущихся поверхностей. [c.10]

Метод электрического разряда является разновидностью рассмотренного выше метода измерения толщины смазочного слоя. Метод обладает более высокой точностью и стабильностью при достаточной чувствительности, лишен указанных выше недостатков и эффективно иснользуется при измерении толщины сравнительно тонких смазочных слоев, включая граничные пленки. [c.522]

Метод измерения толщины граничных смазочных пленок заключается в том, что исследуемую поверхность вначале механически или химически очищают от сформировавшихся на ней граничных слоев, а затем в процессе работы ОК наблюдают за изменением суммарной толщины пленки по величине в течение латентного периода восстановления граничных пленок при трении. При этом о толщине граничных слоев судят по величине и = и - Пй, где Щ - падение напряжения на пленке в начальный момент эксперимента (падение напряжения на гидродинамической пленке). [c.523]

При исследовании противоизносных свойств авиационных топлив, необходимо наряду с изучением описанных выше зависимостей изучить механизм взаимодействия топлива с металлами контактируе-мых поверхностей. Многочисленные наблюдения за поверхностями трения, изучение состава продуктов износа, процессов, происходящих в тонких поверхностных слоях металлов, позволяют составить следующую общую схему взаимодействия топлив с металлами в процессе трения. Как только металлический образец погружается в топливо, на его поверхности адсорбируются поверхностно-активные молекулы гетероатомных соединений (кислородных, сернистых, азотистых), а также молекулярный кислород и образуется тонкий граничный слой. Этот слой может воспринимать сравнительно большие, нормальные к поверхностям трения нагрузки и легко деформируется при приложении тангенциальных напряжений. При контактировании двух металлических поверхностей между ними будет находиться граничный слой из адсорбированных молекул. Если контактная нагрузка, скорость относительного перемещения и объемная температура топлива невелики, то тонкая граничная пленка выполняет роль эффективной смазки, а поверхностные слои окислов металла подвергаются в основном упругой деформации, причеМ деформацией охвачены очень тонкие слои окислов. При многократном упругом передеформировании окисных слоев происходит их усталостное разрушение, а на месте разрушенных окислов образуются новые вследствие окисления металла кислородом, всегда присутствующим в топливе или выделяющимся при разложении гетероатомных кислородных соединений. [c.70]

Оказалось, что все жидкости обладают модулем сдвиговой упругости и модуль сдвига таких полярных жидкостей, как вода и спирты, при приближении к поверхности пьезо-кварца на расстояние, меньшее 0,1 мкм, повышается во много раз. По мнению авторов, это также является следствием структурных изменений в пристенных слоях полярных жидкостей. Повышение значения сдвиговой прочности граничных слоев обнаружено также при исследовании электроосмоса в капиллярах при высоких градиентах потенциала [228]. Установлено, что вблизи гидрофильных поверхностей в воде на расстоянии нескольких мономолеку-лярных слоев имеется атюмалия диэлектрических свойств. Например, значительное понижение диэлектрической проницаемости у воды (прн толщине слоя 0,07 мкм — до 4,5), что свидетельствует о снижении свободы вращения молекул воды в тонких прослойках. Теплопроводность жидкости с уменьшением толщины граничной пленки при этом резко возрастает, в то время как ее электрическая проводимость снижается. [c.201]

Механизм действия противоизносных присадок включает следующие стадии образование противоизносными присадками граничных пленок на металлических поверхностях хемасорбция молекул присадки на поверхности трения, происходящая при комнатной или при сравнительно низких температурах химическое взаимодействие активных элементов присадки с поверхностью металла, начинающиеся при более высокой температуре. Под действием теплоты, выделяющейся при трении в зоне контакта, молекула присадки разлагается, а продукты разложения взаимодействуют с поверхностью трения и образуют на ней пленки новых соединений (т. е, происходит хемосорбция), а затем при достаточно высокой температуре хемосорбированное соединение вступает в реакцию с металлом. [c.131]

В разное время были выполнены работы по выделению поверхностно-активных веществ, в частности из нефтей Оклахомы и Калифорнии [21—26]. Было показано, что поверхностно-активные вещества содержат в своем составе металлы и что ванадий- и нн-кель-норфириновые комплексы стимулируют поверхностную активность нефтей. В опытах по вытеснению нефти водой из заполненной грунтом колонки было показано, что извлечение нефтп зависит от преодоления стойких граничных пленок, образующихся на водопефтяиых контактах и способствующих прилипанию нефти к гидрофильной, увлажненной водой поверхности твердых частиц. В этих опытах было установлено, что поверхностно-активными веществами в таких контактах являются асфальтеновые вещества. В одном из исследований было отмечено, что содержание асфальтеновых компонентов в нефти не компенсирует найденной поверхностной активности нефти [28]. Не удалось объяснить общую активность нефти и эффектом, обусловленным присутствием в ней порфиринов. Было высказано предположение о динамической роли асфальтенов в процессе зарождающейся флокуляции при осаждении их водой, капельки которой сами оказываются вовлеченными в процесс и обволакиваются пленками смол и асфальтенов. При добавке к нефти предварительно осажденных асфальтенов не было обнаружено соответствующей поверхностной активности. [c.196]

При помощи дифракции рентгеновских лучей было исследовано и установлено не только строение граничной пленки, но также отношение ее к изменению температуры. Как и следовало ожидать, повышение температуры, усиливая тепловое движение молекул, нарушает порядок ориентированных молекул и более всего в слоях, далеко отстоящих 0т металлической поверхности. Наличие в масло высоконолярных молекул повышает сопротивляемость ориентированного слоя дезорганизующему действию теплового движения. [c.150]

СВОЙСТВ тончайших граничных пленок, образующихся на металлических поверхностях (рис. 5). Их образование — самопроизвольный процесс, связанмый с присутствием в маслах поверхностно-активных соединений (смолисто-асфальтеновых веществ, серосодержащих и других соединений). [c.32]

Грут и Волд (1964) пришли к выводу, что повышение стабильности происходит по мере увеличения адсорбции додецилсульфата натрия на поверхности раздела М/В. После коалесценции шариков освободившийся эмульгатор переносится водной фазой в нижнюю часть оставшегося слоя эмульсии. Во время переноса часть эмульгатора вновь адсорбируется на оставшейся поверхности раздела М/В, причем степень адсорбции зависит от ее первоначальных значений и от высоты слоя эмульсии. Эта дальнейшая адсорбция может изменить реологические свойства граничной пленки. [c.132]

При расчетах по удельной поверхности сажи толщина граничной пленки составляет 15-20 нм в зависимости от условий смешения и гомогенизации, в частности температуры вальцевания или экструдирования. Если считать, что граничные слои каменноугольного связующего располагаются только на внешней поверхности субагрегатов, то толщина граничных слоев в два раза больше расчетной. Следовательно, лиофильными свойствами обладает только половина поверхности. Толщина пленки связующего уменьшается пропорционально температуре вальцевания [4-29]. После спекания при 300-350°С и последующего быстрого нагрева до кроме ориентированных слоев кокса образуются коксы из мезофазы, имеющие ленточную структуру, а также с глобулярной структурой (рис. 4-16). [c.217]

Толщина граничного смазочного слоя, формирующегося на поверхностях трения, является одним из наиболее информативных показателей, характеризующих смазочную способность масел и активность материалов. В связи со сложностью структуры и с нестабильностью во времени образующихся на поверхностях трения адсорбционных слоев и твердообразных са-могенерирующихся органических пленок вопрос исследования законов формирования, изнашивания и регенерации этих слоев является весьма актуальным. Для проведения таких исследований необходимо измерять толщину граничных слоев в процессе работы ОК, что весьма непросто, поскольку ранее рассмотренные методы определяют суммарную толщину смазочного слоя, включающего наряду с граничными пленками также и толстые гидродинамические пленки. [c.523]

Схематично процесс образования граничных пленок можно Представить следующим образом. Полярно-активные молекулы масла притягиваются к поверхности металла, образуя мономоле-кулярную пленку. Аналогичное явление происходит и на другой поверхности, а в толще масла молекулы по-прежнему имеют хаотическое расположение. Таким образом, при граничном трении поверхности разделены пленкой смазьшающего вещества, состоящей из нескольких молекул (рис. 39). [c.146]

Если при жидкостном трении надежность масляного слоя определяется главным образом вязкостью масла, то при граничной смазке вязкость существенного значения не имеет, т.к. поведение граничных пленок не подчиняется законам гидродинамики. Надежность, прочность пленок зависят от смазочных свойств масел, а также физико-химических свойств металлов, на которых адсорбируются пленки. Экспериментально доказано, что граничные пленки на поверхности металла подобны твердым телам. Важнейшее свойство масла при граничном трении - способность пленки вьщерживать нагрузку без разрушения, препятствуя непосредственному контакту трущихся поверхностей. Это свойство [c.146]

Установлено, что оптимальная смазочная способность разрабатываемых профилактических составов достигается при введении в базовую основу ТНО в количестве 10-20 % масс. Это приводит к увеличению в составе профилактической смазки содержания поверхностно-активных гетеросоединений и смолисто-асфальтеновых веществ, обладающих способностью создавать граничные пленки на поверхности металла в процессе трения, что обеспечивает высокие смазывающие и адгезионные свойства профилактических смазок. Испытания, проведенные на четырехшариковой машине трения, подтвердили высокую смазывающую способность опытных образцов профилактической смазки на нефтехимической основе их критическая нагрузка достигает 130-180 кгс, диаметр пятна износа - менее 0,68 -0,80 мм. [c.23]

Механизм образования граничной пленки заключается в следующем полярные молекулы смазочной ореды сталкиваются при своем беспорядочном движении с поверхностью трения, попадают в ее электрическое силовое поле и, присоединяясь к ее активным центрам, образуют на поверхности адсорбированный ориентированный мономолекулярный слой (ворс). Этот слой служит как бы зародышем для образования квазикристаллической структуры в граничащей со сма-, занной поверхностью зоне. После этого, в случае достаточной концентрации поверхностно-активных веществ в масле, происходит образование дальнейших рядов молекул, присоединяющихся к свободным концам молекул первичного слоя, В результате создается мультимолекулярный слой, образующий длинный ворс, В ближайшей к твердой поверхности зоне молекулы фиксированы так же, как и в твердых кристаллах, и поэтому граничная пленка близка к твердокристаллической. [c.9]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология