저속에서의 마찰 평가의 중요성

마찰은 서로 미끄러지는 고체 표면의 상대 운동에 저항하는 힘입니다. 두 접촉면의 상대적인 움직임이 발생하면 계면에서의 마찰로 인해 운동 에너지가 열로 변환됩니다. 이 과정에서 소재가 마모되어 사용 중인 부품의 성능이 저하될 수 있습니다.
신축성이 크고 탄성이 높을 뿐만 아니라 방수성과 내마모성이 뛰어난 고무는 자동차 타이어, 앞 유리 와이퍼 블레이드, 신발 밑창 등 마찰이 중요한 역할을 하는 다양한 응용 분야와 제품에 광범위하게 적용됩니다. 이러한 응용 분야의 특성과 요구 사항에 따라 다양한 재료에 대한 높은 마찰력 또는 낮은 마찰력이 요구됩니다. 따라서 다양한 표면에 대한 고무의 마찰을 제어되고 신뢰할 수 있는 방식으로 측정하는 것이 매우 중요합니다.

측정 목표

다양한 재료에 대한 고무의 마찰 계수(COF)는 Nanovea를 사용하여 제어되고 모니터링되는 방식으로 측정됩니다. 트라이보미터. 본 연구에서는 매우 낮은 속도에서 다양한 재료의 COF를 측정할 수 있는 Nanovea 마찰계의 성능을 소개하고자 합니다.

결과 및 토론

세 가지 재료(스테인리스 스틸 SS 316, Cu 110 및 옵션 아크릴)에 대한 고무 공(직경 6mm, RubberMill)의 마찰 계수(COF)를 나노베아 트라이보미터로 평가했습니다. 테스트된 금속 샘플은 측정 전에 거울과 같은 표면 마감으로 기계적으로 연마되었습니다. 적용된 정상 하중 하에서 고무 볼의 약간의 변형으로 인해 면적 접촉이 발생하여 샘플 표면 마감의 불균일성 또는 불균일성이 COF 측정에 미치는 영향을 줄이는 데 도움이 됩니다. 테스트 파라미터는 표 1에 요약되어 있습니다.

네 가지 속도에서 서로 다른 재료에 대한 고무 공의 COF는 그림 2에 나와 있습니다. 2에 표시되어 있으며, 소프트웨어에 의해 자동으로 계산된 평균 COF는 그림 3에 요약되어 비교되어 있습니다. 흥미로운 점은 금속 샘플(SS 316 및 Cu 110)의 경우 회전 속도가 0.01rpm의 매우 낮은 값에서 5rpm으로 증가함에 따라 고무/SS 316 커플의 COF 값이 0.29에서 0.8로, 고무/Cu 110 커플의 경우 0.65에서 1.1로 크게 증가한다는 것입니다. 이 결과는 여러 실험실에서 보고된 결과와 일치합니다. Grosch가 제안한 대로⁴ 고무의 마찰은 주로 두 가지 메커니즘에 의해 결정됩니다: (1) 고무와 다른 재료 사이의 접착력, (2) 표면 이형성으로 인한 고무의 변형으로 인한 에너지 손실. 스칼라마흐⁵ 부드러운 고무 구체와 딱딱한 표면 사이의 계면을 가로질러 카운터 재료에서 고무가 분리되는 파동을 관찰했습니다. 고무가 기판 표면에서 벗겨지는 힘과 분리 파동 속도는 테스트 중 다른 속도에서 다른 마찰을 설명할 수 있습니다.

이에 비해 고무/아크릴 소재 커플은 다양한 회전 속도에서 높은 COF를 나타냅니다. 회전 속도가 0.01rpm에서 5rpm으로 증가함에 따라 COF 값은 ~ 1.02에서 ~ 1.09로 약간 증가합니다. 이러한 높은 COF는 테스트 중에 형성된 접촉면의 국소 화학 결합이 더 강해졌기 때문일 수 있습니다.

 

 

결론

이 연구에서는 매우 낮은 속도에서 고무가 독특한 마찰 거동을 보이는데, 상대적인 움직임의 속도가 증가함에 따라 딱딱한 표면과의 마찰이 증가한다는 것을 보여줍니다. 고무는 다른 재료 위에서 미끄러질 때 다른 마찰을 보입니다. 나노베아 트라이보미터는 다양한 속도에서 제어 및 모니터링 방식으로 재료의 마찰 특성을 평가할 수 있으므로 사용자는 재료의 마찰 메커니즘에 대한 근본적인 이해를 높이고 목표 마찰 공학 응용 분야에 가장 적합한 재료 조합을 선택할 수 있습니다.

나노베아 트라이보미터는 하나의 사전 통합된 시스템에서 고온 마모, 윤활 및 트리보 부식 모듈(옵션)을 사용할 수 있는 ISO 및 ASTM 준수 회전 및 선형 모드를 사용하여 정밀하고 반복 가능한 마모 및 마찰 테스트를 제공합니다. 이 시스템은 0.01rpm의 극도로 낮은 속도에서 회전 단계를 제어할 수 있으며 현장에서 마찰의 변화를 모니터링할 수 있습니다. 나노비아의 독보적인 제품군은 얇거나 두꺼운, 연질 또는 경질 코팅, 필름 및 기판의 모든 마찰 특성을 측정하는 데 이상적인 솔루션입니다.