Дослідження трибологічних властивостей моношарових плівок n-алканів на атомногладкій поверхні золота

Васько, АА
Марченко, ОА
Наумовець, АГ
Браун, ОМ
Nauka innov. 2019, 15(4):70-77
https://doi.org/10.15407/scin15.04.070
Рубрика: Науково-технічні інноваційні проекти Національної академії наук України
Мова: Українська
Анотація: 
Вступ. Встановлення закономірностей взаємодії мікроконтактів в інтерфейсі тертя, утвореного двома рухомими тілами, є важливим кроком для створення нових класів матеріалів з визначеними фізико-хімічними властивостями. При відносному русі взаємодіючих поверхонь неминуче відбувається зношування їх контактуючих ділянок (мікроконтактів), в результаті чого в iнтерфейсi тертя виникають уламки, спричиненi руйнуванням бiльш еластичного матерiалу.
Проблематика. Ступінь руйнування інтерфейсу суттєво зменшується при додаванні мастильних плівок в місці контакту. Якщо за умов сухого тертя (без мастила) аналіз місця контакту є практично вирішеною задачею (модель контактної взаємодії Герца, Джонсона-Кендала-Робертса), то при наявності мастила ця задача істотно ускладнюється через необхідність врахування фактору реологічної складової тертя та фактору інтерфейсної взаємодії. Окрім того, переважну більшість трибологічних досліджень виконано на недосконалих (шорстких) поверхнях з використанням мастильних плівок з невизначеними компонентним складом, товщиною і структурою.
Мета. Встановлення впливу структури самовпорядкування моношарових плівок на їх трибологічні властивості в інтерфейсі тертя n-алкан/атомно-гладка поверхня.
Матеріали й методи. Використано атомно-гладкі поверхні золота та однокомпонентні змащувальні моношарові плівки n-алканів (CnH2n+2, n = 14, 16, 48, 50, 60). Для встановлення структури самовпорядкування плівок на поверхні золота і контролю ступеню їх руйнування до і після трибологічних вимірювань застосовано сканувальну тунельну мікроскопію. Кiнетичний коефiцiєнт тертя μko інтерфейсів виміряно за допомогою магнітного левітаційного трибометра.
Результати. Експериментально встановлено немонотонну залежнiсть коефiцiєнта тертя μko вiд довжини молекул змащувальних плівок.
Висновки. Встановлено, що для n-алканів з «магічною довжиною» (n кратне 16) μko аномально зменшується.
Ключові слова: атомно-гладкі поверхні, коефіцієнт тертя, моношарові плівки n-алканів, сила тертя