Гаркунов Д.Н. Триботехника. Износ и безызносность. Страница 131

8. Эффект аномально низкого трения

Российские ученые А.А. Силин, Е.А. Духовский и др. в 1969 г. открыли явление сверхнизкого трения. Коэффициент трения полиэтилена и пропилена при трении в вакууме под воздействием потока атомов гелия (и некоторых других элементов) уменьшился на два порядка. Первоначально коэффициент трения был равен 0,10...0,13, а при включении атомного пучка плотностью IO13 атомов на 1 см2 с энергией 2 кэВ снизился до 0,0015. Опыты проводили при нормальной температуре, скорости скольжения 0,2 м/с, давлении 20...60 кПа и разрежении в камере 665 • Ю-6... 665 -IO"4 Па. После прекращения облучения коэффициент трения восстанавливался до первоначального. На полистироле и политетрафторэтилене эффект не проявлялся.

Интенсивность изнашивания при сверхнизком трении резко снижается. Исследования, проведенные во ВНИИ оптико-физических измерений, показали, что при облучении тончайший поверхностный слой вещества переходит в упорядоченное состояние. Это состояние характеризуется малой поверхностной энергией и остается устойчивым при нормальной и повышенной температурах.

Эффект может проявиться и без облучения, если вещество имеет слоистую кристаллическую структуру (например, молибденит). Ориентация структуры такого вещества при трении в вакууме происходит за счет энергии трения. Однако этому процессу мешают примеси, особенно молекулы воды. Бомбардировка ускоренными частицами выгоняет воду, что способствует более быстрой ориентации вещества.

Авторами эффекта создан новый самосмазывающий материал, способный работать в тяжелых и экстремальных условиях. В вакууме при высоких нагрузках он выдерживает как низкие температуры, так и нагрев до IOOO0C, а при облучении "короткопробежными" частицами реализует сверхнизкое трение. Материал апробирован в реальных конструкциях и применяется на предприятиях различных отраслей. Источники излучения могут быть портативными, а дополнительный расход энергии для их питания мал по сравнению с выигрышем от снижения потерь на трение.