Plakat Marek Weiss (P45-Pon)
WPŁYW SZYBKOŚCI PRZESUWU I SIŁY NACISKU NA TARCIE SUCHE NANOPOWŁOK SILANOWYCH
1 Instytut Fizyki, Wydział Inżynierii Materiałowej i Fizyki Technicznej, Politechnika Poznańska, Piotrowo 3, 60-965 Poznań, Polska
2 Centrum Zaawansowanych Technologii, Uniwersytet im. Adama Mickiewicza, Uniwersytetu Poznańskiego 10, 61-614 Poznań, Polska
3 Katedra Technologii i Chemii Materiałów, Wydział Chemii, Uniwersytet Łódzki, Pomorska 163, 90-236 Łódź, Polska
W niniejszej pracy pokazano znaczenie szybkości przesuwu i siły nacisku w procesie tarcia kinetycznego suchego w nanoskali, związanego z oddziaływaniami van der Waalsa [1]. Pokazano, że tarcie pochodzenia adhezyjnego odgrywa główną rolę w zakresie obciążeń bliskich zeru, niezależnie od szybkości przesuwu. Natomiast procesy odtwarzania wiązań adhezyjnych determinują wartość siły tarcia w zakresie najmniejszych szybkości przesuwu.
Zależność od szybkości i obciążenia przedstawiono w formie zależności od jednego, kompleksowego parametru (P). Ułatwiło to zaproponowanie jednolitej interpretacji wielu różnych, złożonych zależności dynamicznych dla tarcia suchego i wyróżniono szereg mechanizmów, których dominacja zależy od zakresu wartości P: odtwarzanie wiązań adhezyjnych, efekt drgań ciernych („stick slip”), tarcie mieszane, ślizgowe oraz adhezyjne.
Pomiary nanotribologiczne wykonano za pomocą mikroskopu sił atomowych (AFM) pracującego w trybie sił poprzecznych, w warunkach niskiej wilgotności względnej (< 4%), dla pary trącej składającej się z hydrofobowej nanopowłoki FPTS (3,3,3,-trifluoropropylotrichlorosilanu) oraz krzemowego ostrza AFM.
Wytworzone nanopowłoki zbudowane z cząsteczek FPTS poddano szerokiej charakteryzacji pod kątem m.in.: topografii i zwilżalności powierzchni, składu chemicznego oraz grubości, wykorzystując szereg technik uzupełniających.
M.W. i A.P. dziękują za wsparcie finansowe w ramach projektów: Narodowego Centrum Nauki nr 2020/37/B/ST8/02023 oraz Ministerstwa Edukacji i Nauki nr 0512/SBAD/2220.
[1] M. Weiss, Ł. Majchrzycki, E. Borkowska, M. Cichomski, A. Ptak, Tribology International 162 (2021).
