Düşük Hızlarda Sürtünme Değerlendirmesinin Önemi

Sürtünme, birbirlerine karşı kayan katı yüzeylerin göreceli hareketine direnen kuvvettir. Bu iki temas yüzeyinin göreceli hareketi gerçekleştiğinde, arayüzdeki sürtünme kinetik enerjiyi ısıya dönüştürür. Böyle bir süreç aynı zamanda malzemenin aşınmasına ve dolayısıyla kullanımdaki parçaların performansının düşmesine yol açabilir.
Büyük esneme oranı, yüksek esneklik, mükemmel su geçirmezlik özellikleri ve aşınma direnci ile kauçuk, otomobil lastikleri, cam silecek lastikleri, ayakkabı tabanları ve diğerleri gibi sürtünmenin önemli bir rol oynadığı çeşitli uygulamalarda ve ürünlerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu uygulamaların niteliğine ve gereksinimine bağlı olarak, farklı malzemelere karşı yüksek veya düşük sürtünme istenir. Sonuç olarak, kauçuğun çeşitli yüzeylere karşı sürtünmesinin kontrollü ve güvenilir bir şekilde ölçülmesi kritik hale gelir.

Ölçüm Hedefi

Kauçuğun farklı malzemelere karşı sürtünme katsayısı (COF), Nanovea kullanılarak kontrollü ve izlenen bir şekilde ölçülür. Tribometre. Bu çalışmada, Nanovea Tribometrenin farklı malzemelerin COF'sini son derece düşük hızlarda ölçme kapasitesini sergilemek istiyoruz.

Sonuçlar ve Tartışma

Kauçuk bilyelerin (6 mm çap, RubberMill) üç malzeme (Paslanmaz çelik SS 316, Cu 110 ve isteğe bağlı Akrilik) üzerindeki sürtünme katsayısı (COF) Nanovea Tribometre ile değerlendirilmiştir. Test edilen metal numuneler ölçümden önce ayna benzeri bir yüzey finişine kadar mekanik olarak parlatılmıştır. Uygulanan normal yük altında kauçuk bilyenin hafif deformasyonu, bir alan teması oluşturmuş ve bu da asperitelerin veya numune yüzey kaplamasının homojen olmamasının COF ölçümlerine etkisini azaltmaya yardımcı olmuştur. Test parametreleri Tablo 1'de özetlenmiştir.

Dört farklı hızda farklı malzemelere karşı bir lastik topun COF'si Şekil 2'de gösterilmiştir. 2'de gösterilmiş ve yazılım tarafından otomatik olarak hesaplanan ortalama COF'ler Şekil 3'te özetlenmiş ve karşılaştırılmıştır. Dönme hızı 0,01 rpm gibi çok düşük bir değerden 5 rpm'ye yükseldikçe metal numunelerin (SS 316 ve Cu 110) COF'larının önemli ölçüde artması ilginçtir - kauçuk/SS 316 çiftinin COF değeri 0,29'dan 0,8'e ve kauçuk/Cu 110 çifti için 0,65'ten 1,1'e yükselmektedir. Bu bulgu, çeşitli laboratuvarlardan bildirilen sonuçlarla uyumludur. Grosch tarafından önerildiği gibi⁴ Kauçuğun sürtünmesi temel olarak iki mekanizma tarafından belirlenir: (1) kauçuk ve diğer malzeme arasındaki yapışma ve (2) yüzey asperitelerinin neden olduğu kauçuğun deformasyonundan kaynaklanan enerji kayıpları. Schallamach⁵ Yumuşak kauçuk küreler ve sert bir yüzey arasındaki arayüz boyunca kauçuğun karşı malzemeden ayrılma dalgalarını gözlemlemiştir. Kauçuğun alt tabaka yüzeyinden sıyrılma kuvveti ve ayrılma dalgalarının hızı, test sırasında farklı hızlardaki farklı sürtünmeyi açıklayabilir.

Buna karşılık, kauçuk/akrilik malzeme çifti farklı dönme hızlarında yüksek COF sergilemektedir. Dönme hızı 0.01 rpm'den 5 rpm'ye yükseldikçe COF değeri ~ 1.02'den ~ 1.09'a hafifçe artmaktadır. Bu kadar yüksek COF muhtemelen testler sırasında oluşan temas yüzeyindeki daha güçlü yerel kimyasal bağa bağlanmaktadır.

 

 

Sonuç

Bu çalışmada, son derece düşük hızlarda, kauçuğun kendine özgü bir sürtünme davranışı sergilediğini gösteriyoruz - sert bir yüzeye karşı sürtünmesi, göreceli hareketin artan hızıyla artar. Kauçuk, farklı malzemeler üzerinde kayarken farklı sürtünme gösterir. Nanovea Tribometer, malzemelerin sürtünme özelliklerini farklı hızlarda kontrollü ve izlenebilir bir şekilde değerlendirebilir ve kullanıcıların malzemelerin sürtünme mekanizmasına ilişkin temel anlayışı geliştirmelerine ve hedeflenen tribolojik mühendislik uygulamaları için en iyi malzeme çiftini seçmelerine olanak tanır.

Nanovea Tribometer, ISO ve ASTM uyumlu rotatif ve lineer modları kullanarak hassas ve tekrarlanabilir aşınma ve sürtünme testleri sunar ve isteğe bağlı yüksek sıcaklıkta aşınma, yağlama ve tribo-korozyon modülleri önceden entegre edilmiş tek bir sistemde mevcuttur. Dönme aşamasını 0,01 rpm'ye kadar son derece düşük hızlarda kontrol edebilir ve sürtünmenin gelişimini yerinde izleyebilir. Nanovea'nın eşsiz ürün yelpazesi, ince veya kalın, yumuşak veya sert kaplamaların, filmlerin ve alt tabakaların tüm tribolojik özelliklerini belirlemek için ideal bir çözümdür.