Научные открытия России
Государственный реестр открытий СССР
 


МЕХАНИКА, АВТОМАТИКА, ЭЛЕКТРОНИКА
Научные открытия в области изучения трения и износа.



Научное открытие "Явление аномально-низкого трения в вакууме".

Формула открытия: "Экспериментально установлено неизвестное ранее явление обратимого снижения на несколько порядков коэффициента трения скольжения в вакууме в парах трения металл – ряд органических и неорганических материалов (например, дисульфид молибдена, полиэтилен, графит), наблюдаемое при облучении этих материалов на глубину 10 – 103 А до интегральных доз порядка 1011 – 1013 эрг/г и одновременном их контактном взаимодействии с металлом в процессе скольжения".
Авторы: Е. А. Духовской, В. С. Онищенко, А. Н. Пономарев, А. А. Силин, В. Л. Тальрозе.
Номер и дата приоритета: № 121 от 16 сентября 1969 г.


Описание открытия.
Управление величиной коэффициента трения в вакууме, где жидкие смазки практически применять нельзя, существенно затрудняется. В связи с этим практический интерес представляет открытие явления аномально-низкого трения в вакууме, сделанное группой московских ученых, в которую вошли кандидат технических наук Е. А. Духовской, начальник стенда В. С. Онищенко, доктор химических наук А. Н. Пономарев, доктор технических наук А. А. Силин (Всесоюзный научно-исследовательский институт оптико-физических измерений) и член-корреспондент АН СССР В. Л. Тальрозе (Институт химической физики АН СССР).
Они обнаружили, что если в ходе работы пары трения металл–полимер в вакууме на поверхность полимера воздействовать потоком ионов гелия, обеспечивающим в поверхностном слое толщиной примерно в миллионную

долю сантиметра энерговыделение 1012эрг/г или более, то происходит падение коэффициента трения в 100 и более раз. Вместо типичного для таких пар коэффициента трения 0,1 величина его становится равной 0,001 или меньше. Экспериментаторы установили это явление, моделируя поведение пар трения в космическом пространстве при действии на них естественного облучения.
"Исследования подобного типа проводились и ранее, - рассказывает один из авторов открытия А. А. Силин. - Работы по изучению влияния разных видов облучения на трение и износ в вакууме были начаты в Институте машиноведения под руководством профессора И. В. Крагельского в 1962 г. с участием авторов описываемого открытия. Однако главная особенность эксперимента, приведшая к открытию, состояла в том, что изучалось действие относительно интенсивных потоков атомов и ионов, движущихся сравнительно медленно (с начальной энергией в несколько тысяч электрон-вольт) и поэтому очень быстро тормозящихся в приповерхностном слое, с выделением в этом слое на единицу пути большой энергии".

В результате и получились столь большие удельные значения выделившейся в приповерхностном слое энергии, как 1012 эрг/г, что, например, в тысячу раз превышает дозу энергии, получаемую за то же время в ядерных реакторах или на мощных ускорителях, где используются очень быстрые частицы, отдающие меньшую энергию на единицу длины своего пробега в веществе.
Так, в опытах английских и японских исследователей, облучавших тефлон и полиэтилен быстрыми электронами и гамма-лучами (дозами приблизительно 109– 1011эрг/г), отмечалось лишь заметное, на десятки процентов, увеличение коэффициента трения в паре с металлом одновременно с обычно наблюдаемым изменением механических свойств этих полимеров.
Следует заметить, что, несмотря на исключительно высокую удельную энергию, выделяемую на единицу объема приповерхностного слоя, общие затраты энергии для получения эффекта сверхнизкого трения весьма невелики благодаря малой толщине этого слоя.

Именно по этой причине открытый эффект будет иметь, несомненно, не только научное, но, по мере изобретения на его основе различных устройств, и важное практическое значение. По оценкам, сделанным на моделях узлов трения, затраты энергии при воздействии, вызывающем эффект, оказываются примерно в 100 раз меньше, чем выигрыш энергии в результате уменьшения трения. Одним из важнейших для техники следствий этого является наблюдавшееся авторами открытия существенное уменьшение износа при сухом трении.
Интересная особенность эффекта – его обратимость: после прекращения облучения, через десятки или сотни секунд в зависимости от внешних условий, восстанавливается прежнее значение коэффициента трения.

Профессор Е. Д. Щукин писал: "Безусловная практическая ценность обнаруженного эффекта связана, на наш взгляд, с возможностью резкого (на порядки) повышения эффективности твердых смазок, находящих, как известно, все более широкое применение в машинах и приборах, работающих в космическом пространстве и других экстремальных условиях, включающих высокие и низкие температуры и наличие разных видов излучения... В дальнейшем, по мере накопления новых экспериментальных данных, область практического применения обнаруженного эффекта может быть еще более расширена",
Авторы сделали изобретения, основанные на принципах открытия (способ смазывания узлов, сухого трения и др.).




Главная
КОСМОС
ЗЕМЛЯ
ЧЕЛОВЕК, БИОЛОГИЯ
ФИЗИКА, РАДИОАКТИВНОСТЬ
ХИМИЯ, МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
МЕХАНИКА, АВТОМАТИКА, ЭЛЕКТРОНИКА
МИРОЗДАНИЕ
Сайт создан в системе uCoz