Граничные слои

Адсорбироваться на металлических поверхностях могут и неполярные насыщенные молекулы углеводородов. Адсорбция в данном случае происходит под влиянием поляризации неактивных углеводородных молекул электрическим полем металлической поверхности. Прочность и устойчивость такой адсорбированной пленки мала. Интересно, что если добавить в жидкость, состоящую из неполярных углеводородных молекул, незначительное количество (около 0,1%) поверхностно-активного вещества, то на поверхностях будет образовываться достаточно прочный граничный слой, состоящий из монослоя поверхностно-активных молекул и нескольких слоев строго ориентированных неполярных молекул углеводородов растворителя (рис. 32). [c.60]

В условиях граничной смазки основные характеристики трения и износа определяются состоянием тонкой, адсорбированной на поверхностях трения масляной пленки. Устойчивость тонких граничных слоев при трении зависит от свойства масла, называемого маслянистостью, природа которого еще не достаточно выяснена. Эти тончайшие слои смазки очень прочно связаны с металлическими поверхностями адсорбционными силами. [c.131]

Эти свойства заключаются в способности смазочных материалов снижать процесс изнашивания трущихся деталей за счет образования на них граничного слоя, препятствующего непосредственному контакту трущихся поверхностей. Изнашивание деталей происходит в результате механического, абразивного, гидроабразивного, коррозионно-механического и окислительного воздействия на трущиеся поверхности и отделения материала с поверхности твердого тела при трении с постепенным изменением размеров и форм тела. [c.52]

В настоящее время получило развитие количественное описание механизма моющего действия масел с присадками, причем в двух аспектах. Первый описывает специфику превращений, протекающих на нагретой металлической поверхности в граничном слое с участием молекул моюще-диспергирующих присадок и кислорода, растворенного в масле второй оценивает особенности взаимодействия между уже образовавшимися отложениями и молекулами моющей присадки. [c.218]

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]

Граничные слои в направлении, перпендикулярном к поверхности твердого тела, обладают весьма большой прочностью и способны выдерживать большие удельные нагрузки (до 1000 кГ/см ). Вместе с тем в тангенциальных направлениях требуются очень незначительные усилия для сдвига одного слоя относительно другого. Эта особенность граничных слоев придает им свойства хороших смазочных пленок. При повышении температуры и достижении критического ее значения квазикристаллическая структура граничного слоя нарушается, происходит как бы расплавление пленки. Молекулы теряют способность к адсорбции, происходит их дезориентация. Температура разрушения граничного слоя жирных кислот на химически неактивных металлах равна 40—80° С, а на химически активных — 90—150° С. [c.60]

При ламинарном течении шероховатость не оказывает влияния на сопротивление трения. При турбулентном течении шероховатость начинает проявляться, как только толшина граничного слоя приближается к высоте выступа б. Если значение б превышает толщину пограничного слоя, то коэффициент сопротивления зависит только от шероховатости стен и не зависит от критерия Ке. В этом случае [c.171]

А. С. Ахматов рассматривает формирование граничных смазочных слоев как одно из явлений кристаллизации. Граничные слои, по мнению А. С. Ахматова, представляют собой моно- или поликри-сталлические тела, возникающие за счет зародышевой функции первичного слоя. Смазочные материалы в очень тонких слоях под двусторонним влиянием поверхностей трущихся металлов обнаруживают исключительные антифрикционные свойства. Молекулы смазочных веществ в граничных слоях обеспечивают достаточно большую прочность на сжатие и легкость сдвигов в горизонтальном направлении. Этим и объясняются небольшие коэффициенты трения при скольжении смазанных поверхностей. Тонкие смазочные слои могут не только в значительной степени снижать силу трения, но и оказывать большое влияние на величину износа. Причем, как показали исследования П. А. Ребиндера. Б. В. Дерягина и др., во многих случаях смазка, достаточно интенсивно снижающая силу трения, может значительно увеличивать износ. [c.131]

Это же можно сказать и об учете влияния на изменение коэф фициента а высоты поверхности конденсации Я (см. фиг. 33 Разность на первом участке составляет приблизительно 10% В нижней части экспериментальной поверхности расхождение уве личивается, так как здесь возникают явления турбулентности в по граничном слое, чего теория не учитывает. [c.86]

Ламинарный граничный слой может быть механически разрушен турбулентностью, которую можно создать либо вращающимися лопатками, либо посредством вибрации поверхности теплообмена. Оба указанных метода запатентованы многими заграничными фирмами. [c.101]

Большое значение имеет мощность источника воспламенения. Чем больше энергия, передаваемая от источника воспламенения граничному слою газовоздушной смеси, тем шире диапазон концентраций, в пределах которых возможно распространение пламени. [c.14]

Эффективность ингибирующего действия моющих присадок в граничных слоях можно аппроксимировать в виде обратных скоростей перегруппировки с заменой лиганда на кислород [c.219]

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]

Потеря смазочной способности пленки масла (особенно в случае использования химически инактивной смазочной среды) определяется нарушением упорядоченности граничного слоя и десорбцией молекул смазки с поверхности металла при определенной критической температуре (Ткр), поэтому последняя, по мнению Р. М. Матвеевского, может служить критерием оценки эффективности смазочного действия [249]. В частности, [c.243]

Адсорбционная способность присадок. Адсорбция присадок на границе раздела фаз является первичным актом взаимодействия среды с поверхностью трения. Адсорбция характеризует накопление в граничном слое вещества, способного при прочих равных условиях определять протекание дальнейших процессов, связанных (в зависимости от назначения присадки) с формированием прочной защитной пленки либо химически модифицированного поверхностного слоя. Под адсорбцией в данных случаях понимается адсорбция в электрически нейтральной форме (физическая адсорбция) и адсорбция с обменом зарядами (хемосорбция), тем более что во многих случаях четкую грань между этими двумя формами адсорбции провести невозможно [274]. [c.255]

Помимо количества адсорбированного вещества среди параметров адсорбции, имеющих важное значение для оценки эффективности противоизносного действия присадок, является поверхностный дипольный момент адсорбированных молекул присадки в граничном слое, зависящий от склонности молекул адсорбата к поляризации под действием силового поля металла. Дипольный момент с ростом заполнения поверхности присадкой может заметно уменьшаться вследствие взаимной деполяризации молекул. Вместе с тем при низких заполнениях величина дипольного момента характеризует природу поверхност- [c.255]

Помимо величины адсорбции и силы связи между молекулами адсорбата и адсорбента определенное влияние на эффективность противоизносного действия присадок оказывают также характер ориентации молекул в адсорбированном слое и плотность упаковки последнего. Считается, что молекулы ПАВ могут ориентироваться в граничном слое не только перпендикулярно, но и параллельно поверхности адсорбента. К числу таких ПАВ относятся и мно- [c.257]

В монографии собраны работы, отражающие современное состояние исследований граничных слоев воды вблизи твердых поверхностей, воды в тонких прослойках, пленках и различных модельных системах, включая биологические. Монография разделена на четыре главы, каждая из которых содержит близкие по тематике работы. [c.5]

В этой главе собраны работы, посвященные исследованию физических свойств воды в различных модельных и природных дисперсных системах, а также вблизи активных групп макромолекул и биополимеров. Сопоставление данных, полученных разными методами и для разных объектов, приводит к общему выводу об отличиях свойств воды в граничных слоях от ее свойств в объеме. Характер этих изменений существенным образом зависит от природы воздействующих на воду групп и поверхностей. Наиболее сильное влияние на структуру воды оказывают заряженные центры и полярные группы, способные к образованию водородных связей с молекулами воды. При этом оказываются важными эпитаксиальные эффекты — число и характер расположения активных центров на твердой поверхности. [c.6]

Большая часть исследований выполнена с гидрофильными поверхностями и дисперсиями. Для них характерна пониженная тангенциальная подвижность молекул воды, на макроскопическом уровне проявляющаяся в повышении вязкости граничных слоев, и измененная плотность. Однако масштаб изменений вязкости и плотности различен. Если вязкость повышается в 1,5—2 раза, то изменения плотности не превышают нескольких процентов. [c.6]

Прежде всего рассмотрим отличия в структуре граничных слоев, обнаруживаемые для воды вблизи гидрофильных и гидрофобных поверхностей. Методами численного эксперимента показано, что в прослойках, ограниченных гидрофобными стенками, возникает характерная картина ориентации диполей во- [c.7]

Другим характерным свойством связанной воды — воды граничных слоев вблизи гидрофильных поверхностей, по современной терминологии, — является ее пониженная, по сравнению с объемной водой, растворяющая способность. Это также является следствием измененной структуры воды. Как известно, под действием внешнего давления и температуры меняется растворяющая способность и объемной воды. Пониженную растворяющую способность граничных слоев воды использовали, в частности, для количественных оценок содержания связанной воды в дисперсных системах. При этом в качестве индикаторов, слабо проникающих в связанную воду, брали электролиты и сахарозу [1]. [c.9]

Граничные слои находятся в особом агрегатном состоянии, отличном от твердого и жидкого. Структура граничных слоев по некоторым характеристикам напоминает структуру кристаллического твердого тела. В связи с этим ее называют квазикристаллической (лат. quasi — как будто, будто бы). [c.60]

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]

В маслах и смазках поверхностно-активными элементами, образующими граничный слой, являются полярные молекулы с отчетливо выраженной ассимметричной структурой. Полярными группами в молекуле являются ОН СООН Г 1Нг, N02 или атомы О, 8, N. С1 и др. Поверхностная активность молекулы зависит от величины ее дипольного момента, характеризующего асимметрию распределения положительных и отрицательных электрических зарядов в молекуле и относительных размеров полярных групп и неполярной части молекулы. [c.133]

Как известно, межфазные гетерогенные процессы, протекающие в граничных слоях, усложняются терхмо-электромагнитны-ми явлениями, возникающими при трении. При этом зону трения рассматривают как источник электромагнитного излучения. Внутренние напряжения, возникающие в процессе трения твердых тел, в сочетании с формированием двойных электрических слоев на границе раздела фаз приводят к возникновению три-бо-ЭДС, тока электризации и механоэмиссии электронов. В свою очередь, это оказывает влияние на хемо-меха-нические и механо-химические процессы в поверхностных слоях трущихся тел. [c.250]

Примером квалификационного метода, получившего широкое применение во всем мире, является метод оценки противоизносных и противозадирных свойств смазочных материалов на четырехшариковой машине трения. Существует ряд отечественных и зарубежных модификаций этих машин (КТ-2, КТ-4, МАСТ-1, машины фирмы Shell и др..) [9]. Все они предназначены для исследования трения при граничной смазке, для определения критических температур граничного слоя смазки на поверхностях трения, при которой слой смазочного материала разрушается, или для определения критической нагрузки, при которой наступает схватывание (задир, спекание) стальных поверхностей шариков. [c.14]

Граничное трение определяется наличием тонких слоев жидкости на поверхности твердых контактирующих тел. По данным В. Дерягина и Ф. П. Боудена, толщина граничных слоев составляет и,1 мкм, Но 1риия 0,У—i мкм, по Гарди 2— 6 мкм [235, 237, 253] " [c.239]

При высоких температурах и особенно при высоких удельных нагрузках возможно заметное нарущенгие граничных слоев смазки. В этом случае сила трения представляется как сумма четырех слагаемых Рек, Рсух, Рм и Рср, из которых Рем — составляющая, реализуемая в смазочном слое, а /сух, Рм и Рс-д — при соударении микронеровностей. При этом если с поверхности трения удаляются защитные пленки и происходит непосредственный контакт микронеровностей по сухим верщинам, Фо имеет место Рсух, при большой нагрузке, когда в микроконтакте возникают высокие температуры и отдельные микронеровности одного или другого металла могут расплавиться, преобладает Рм при сильном пластическом деформировании, когда образуются мостики сварки между контактируемыми неровностями двух сопряженных тел, имеет место Рср [257]. [c.241]

В этом случае трибосопряжение рассматривается как термодинамическая система, состоящая из контактируемых тел, граничного слоя смазки н окружающей среды, с которой происходит тепло- и массообмен. [c.249]

Введение присадок в масло существенно изменяет время до появления питтинга [273]. При этом особо выделяют два показателя — способность присадок создавать на поверхности металла достаточно прочный адсорбционный слой и химическую активность присадок в граничном слое, определяющую образование химически модифицированной структуры. Последняя, в частности, истираясь и вновь восстанавливаясь, повышает стойкость поверхностей к питтингу за счет снижения касательных напряжений в поверхностных слоях. Например, добавление к смазочной среде химически активной присадки хлорэф-40 повышает противопиттинговые свойства в 2,5—3 раза. [c.254]

Анализ протекающих процессов затруднен, однако, тем, что свойства воды в дисперсных системах в результате ее взаимодействия с поверхностью частиц или со стенками пор отличаются от свойств объемной воды. Изучение свойств воды в дисперсных системах ведется уже давно, но лишь в последнее время благодаря развитию физико-химических методоц удалось получить существенно новые и более полные результаты. Уточнены ранее сложившиеся представления о свойствах связанной воды. Это относится прежде всего к данным об ее плотности, которые чаще всего оказывались сильно завышенными. Как сейчас становится ясным, изменения плотности не превышают нескольких процентов от плотности объемной воды. Значительно меньшими оказались и изменения вязкости, сложились иные представления о неподвижности граничных слоев воды. Многие процессы переноса оказались более сложными, чем это представлялось ранее. Это связано с выяснившейся необходимостью учета влияния образования и перекрывания в тонких порах диффузных адсорбционных слоев молекул и ионов, изменения физических свойств и структуры воды как функции расстояния от поверхности. Резко возрос в последнее время интерес к структурным силам, возникающим при перекрывании граничных слоев воды с измененной структурой. Эти силы, в добавление к молекулярным и электростатическим, играют важ- [c.4]

ДЫ параллельно поверхности [2—10]. При этом эффект упорядоченной ориентации распространяется на ,0 значительное расстояние, т. е. является дальнодейст-вующим. Такое расположение молекул воды приводит к снижению плотности вблизи стенок и повышает подвижность молекул в тангенциальном направлении, что можно интерпретировать как снижение вязкости граничных слоев. Макроскопически этот эффект может проявляться как скольжение воды по гидрофобной подложке. [c.8]

В случае прослоек, ограниченных гидрофильными поверхностями, ситуация меняется. Так, вблизи поверхности ионного кристалла Na l диполи воды ориентируются нормально к поверхности — главным образом за счет электростатического притяжения между ионами Na+ и отрицательно заряженными атомами кислорода воды [5]. Аналогичный вывод следует также из других численных экспериментов [6, 8]. В отличие от гидрофобных стенок, здесь имеет место некоторое повышение плотности воды и снижение тангенциальной подвижности ее молекул в слоях толщиной в несколько нанометров, что должно проявляться макроскопически как рост вязкости граничных слоев воды. [c.8]